Les enregistrements montrent que lors de la visualisation d'images, le cortex visuel est activé pendant de longues périodes, dépassant la conscience des images. Plus d’un quart des patients victimes d’un AVC développent un trouble bizarre : ils perdent conscience de la moitié de ce que leurs yeux perçoivent. Par exemple, après qu’un accident vasculaire cérébral ait touché le côté droit du cerveau, une personne ne peut manger que des aliments du côté droit de l’assiette parce qu’elle ignore l’autre moitié. De même, ils peuvent ne remarquer que la moitié droite de la photo et ignorer la personne de gauche.


Plus d’un quart de tous les patients victimes d’un AVC subissent une négligence unilatérale, une perte de conscience de la moitié de leur perception visuelle, même s’ils réagissent toujours émotionnellement à la scène dans son ensemble. Les chercheurs ont potentiellement identifié une zone du cerveau qui conserve des images visuelles soutenues lors de la perception, une découverte qui pourrait avoir des implications futures pour la compréhension et le traitement des troubles de la conscience.

Mais étonnamment, ces patients victimes d’un AVC peuvent avoir une réaction émotionnelle face à une photo ou une scène entière. Leur cerveau semble tout voir, mais ces gens ne connaissent consciemment que la moitié du monde.

Ce trouble déroutant, connu sous le nom de négligence unilatérale, met en lumière une question de longue date dans les sciences du cerveau : quelle est la différence entre percevoir quelque chose et en être conscient ? Vous ne remarquez peut-être pas consciemment que vous passez devant un magasin de chaussures en parcourant votre flux Instagram, mais vous commencez à rechercher des ventes de chaussures en ligne. Votre cerveau enregistre des choses dont vous n'êtes pas conscient.

Des neuroscientifiques de l’Université hébraïque de Jérusalem et de l’Université de Californie à Berkeley rapportent maintenant qu’ils ont peut-être identifié la zone du cerveau qui retient ces images visuelles en cours, dans les secondes où nous les percevons. Ils ont récemment publié leurs résultats dans la revue Cell Reports.

Gal Vishne, premier auteur de l'article et étudiant diplômé à l'Université hébraïque, a déclaré : « La conscience, en particulier l'expérience visuelle, est la chose la plus fondamentale que chacun ressent à partir du moment où il se réveille le matin et ouvre les yeux jusqu'au moment où il s'endort. Nos recherches portent sur votre expérience quotidienne. »

Des chercheurs de l’Université hébraïque de Jérusalem et de l’Université de Californie à Berkeley ont enregistré l’activité électrique dans le cerveau de personnes épileptiques tout en leur montrant diverses images, essayant de comprendre où les images persistantes sont stockées dans le cerveau et comment nous accédons consciemment à ces images. Source de l'image : HadarVishne, Royal College of Art

Bien que ces résultats ne puissent pas encore expliquer pourquoi nous ne savons pas ce que nous percevons, de telles recherches pourraient avoir des applications pratiques dans le futur. Les médecins pourraient peut-être utiliser l’activité cérébrale des patients dans le coma pour déterminer si la personne est encore capable de percevoir le monde extérieur et éventuellement de l’améliorer. Comprendre la conscience pourrait également aider les médecins à développer des traitements contre les troubles de la conscience.

"Toute ma carrière scientifique a été inspirée par des patients victimes d'un accident vasculaire cérébral qui ont subi une négligence unilatérale, alors qu'ils ignoraient tout simplement la moitié du monde", a déclaré l'auteur principal Leon Deouell, professeur de psychologie à l'Université hébraïque et membre du Centre de recherche sur le cerveau Edmond Safra et Lily Safra. " Cela a en fait éveillé mon intérêt pour la question de la conscience. " Intéressant. Pourquoi avez-vous accès à l'information mais ne la reconnaissez toujours pas comme quelque chose que vous expérimentez subjectivement, n'agissez pas en conséquence, ne tournez pas votre regard vers elle, ne la saisissez pas ? Qu’est-ce qui est non seulement perçu par le cerveau mais aussi vécu subjectivement par vous ? Comprendre cela nous aidera finalement à comprendre ce qui manque dans le système cognitif et dans le cerveau des patients atteints de ce syndrome. »

"Nous ajoutons une autre pièce au puzzle de la conscience : comment les choses restent dans votre esprit pour que vous puissiez agir", a ajouté l'auteur principal Robert Knight, professeur de psychologie à l'UC Berkeley et membre de l'Institut de neurosciences Helen Wells.

Dieoult souligne que depuis une soixantaine d’années, la recherche électrique sur le cerveau humain s’est concentrée presque exclusivement sur la poussée initiale d’activité après la perception de quelque chose. Mais cette poussée s’estompe après environ 300 ou 400 millisecondes, alors que nous observons généralement les choses et en sommes conscients pendant quelques secondes ou plus.

"Cela laisse beaucoup de temps qui ne peut être expliqué en termes neurologiques", a-t-il déclaré.

Pour rechercher une activité plus durable, les neuroscientifiques ont demandé le consentement de tester 10 personnes dont le crâne a été ouvert afin que des électrodes puissent être placées à la surface du cerveau pour suivre l'activité neuronale associée aux convulsions. Les chercheurs ont enregistré l'activité cérébrale au moyen d'électrodes tandis que les patients ont vu différentes images sur un écran d'ordinateur pendant des durées variables (jusqu'à 1,5 seconde). Les chercheurs ont demandé aux patients d’appuyer sur un bouton chaque fois qu’ils voyaient un vêtement pour s’assurer qu’ils y prêtaient réellement attention.

La plupart des méthodes utilisées pour enregistrer l'activité neuronale chez l'homme, telles que l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ou l'électroencéphalographie (EEG), permettent uniquement aux chercheurs de déduire en détail où et quand l'activité cérébrale se produit, mais pas les deux. Des chercheurs de l’Université hébraïque/UC Berkeley ont remédié à cette lacune en implantant des électrodes dans le crâne.

Après avoir analysé les données à l’aide de l’apprentissage automatique, l’équipe a découvert que, contrairement à des recherches antérieures suggérant que le cerveau n’a que de brèves poussées d’activité lorsqu’il perçoit quelque chose de nouveau, les zones visuelles du cerveau conservent en réalité des informations sur les perceptions à de faibles niveaux d’activité et pendant des périodes plus longues. Le modèle soutenu d’activité neuronale est similaire au modèle d’activité initial, qui change lorsqu’une personne visualise différentes images.

"Cette représentation stable suggère que la base neuronale d'une perception stable dans le temps existe malgré l'évolution des niveaux d'activité", a déclaré DeUl.

Contrairement à certaines études antérieures, ils ont découvert que les cortex préfrontal et pariétal à l'avant du cerveau ne deviennent actifs que lorsque quelque chose de nouveau est perçu, l'information disparaissant complètement en une demi-seconde (500 millisecondes), même avec des stimuli plus longs.

La région occipitale-temporale du cortex visuel à l'arrière du cerveau devient également très active brièvement - environ 300 millisecondes - avant de décliner à un niveau soutenu mais inférieur d'environ 10 à 20 pour cent du pic initial. Mais ce modèle d’activité ne disparaît pas ; en fait, il reste constant pendant que la personne regarde l'image.

"Le cortex frontal est impliqué dans la détection de nouvelles choses", explique DeUl. "Mais vous constatez également une représentation continue dans les zones sensorielles supérieures."

La séquence des événements dans le cerveau peut être interprétée de plusieurs façons. Knight et Vishnet préfèrent croire que la conscience apparaît lorsque le cortex préfrontal accède à une activité continue dans le cortex visuel. Deoule pense que la conscience naît de connexions entre plusieurs zones du cerveau, dont le cortex préfrontal n’est qu’une.

Les conclusions de l'équipe de recherche ont été confirmées par un groupe se faisant appeler « CogitateConsortium ». Alors que les conclusions du consortium sont toujours en attente d'examen par les pairs, elles ont été décrites lors d'un événement à New York en juin présenté comme une confrontation entre les deux « principales » théories de la conscience. Les résultats de Cell Reports et les résultats non publiés peuvent être cohérents avec l’une ou l’autre théorie de la conscience.

"Cette collaboration contradictoire implique deux des quelque 22 théories actuelles de la conscience, et un plus grand nombre de théories signifie généralement que nous ne les comprenons pas."

Pourtant, ces deux études et d’autres en cours font partie d’une collaboration contradictoire lancée par la Fondation Templeton qui pourrait conduire à une théorie réelle et testable de la conscience.

"En ce qui concerne les prédictions des deux théories que nous avons pu tester, les deux étaient correctes. Mais en regardant la situation dans son ensemble, même si nous avons constaté que chaque théorie avait un certain mérite, pour l'instant, aucune des deux théories ne fonctionne sous sa forme actuelle." Il y a encore beaucoup d’inconnues sur les bases neuronales de la conscience, et nous pensons que davantage de données devraient être collectées avant qu’un nouveau phénix puisse renaître des cendres des théories précédentes. "

DeUhl et Knight prévoient d'explorer l'activité électrique dans d'autres zones du cerveau associées à la conscience, telles que celles qui traitent la mémoire et les émotions, dans le cadre d'études futures.