{"id":20853,"date":"2025-09-25T21:34:21","date_gmt":"2025-09-25T20:34:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.revue3emillenaire.com\/blog\/?p=20853"},"modified":"2025-09-25T21:34:21","modified_gmt":"2025-09-25T20:34:21","slug":"le-cerveau-enchevetre-par-luiz-pessoa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.revue3emillenaire.com\/blog\/le-cerveau-enchevetre-par-luiz-pessoa\/","title":{"rendered":"Le cerveau enchev\u00eatr\u00e9 par Luiz Pessoa"},"content":{"rendered":"

Le cerveau ressemble beaucoup moins \u00e0 une machine qu\u2019aux murmures d\u2019un vol d\u2019\u00e9tourneaux ou \u00e0 une symphonie orchestrale.<\/span><\/span><\/i><\/h1>\n

Lorsque des milliers d\u2019\u00e9tourneaux s\u2019\u00e9lancent et tourbillonnent dans le ciel du soir, cr\u00e9ant des motifs appel\u00e9s murmur<\/span>e<\/span>s, <\/span>aucun oiseau ne<\/span><\/span> chor\u00e9graphie ce ballet a\u00e9rien. Chaque oiseau suit des r\u00e8gles simples d\u2019interaction avec ses voisins les plus proches, mais de ces interactions locales \u00e9merge une danse complexe et coordonn\u00e9e <\/span>capable de r\u00e9pondre<\/span><\/span> rapidement aux pr\u00e9dateurs et aux changements environnementaux. Ce m\u00eame principe d\u2019\u00e9mergence \u2014 o\u00f9 des comportements sophistiqu\u00e9s naissent non pas d\u2019un contr\u00f4le central, mais des interactions elles-m\u00eames \u2014 se retrouve dans la nature et dans la soci\u00e9t\u00e9 humaine.<\/span><\/p>\n

Consid\u00e9rez la fa\u00e7on dont les prix du march\u00e9 \u00e9mergent d\u2019innombrables d\u00e9cisions commerciales individuelles, dont aucune ne contient \u00e0 elle seule le \u00ab bon \u00bb prix. Chaque n\u00e9gociant agit sur la base d\u2019informations partielles et de strat\u00e9gies personnelles, mais leur interaction collective produit un syst\u00e8me dynamique qui int\u00e8gre des informations provenant du monde entier. Le langage humain \u00e9volue selon un processus d\u2019\u00e9mergence similaire. Aucun individu ou comit\u00e9 ne d\u00e9cide que \u00ab LOL \u00bb doit entrer dans l\u2019usage courant ou que le sens de \u00ab cool \u00bb doit s\u2019\u00e9tendre au-del\u00e0 de la temp\u00e9rature (m\u00eame dans les pays francophones). Ces changements r\u00e9sultent de millions d\u2019interactions linguistiques quotidiennes, de nouveaux mod\u00e8les de discours \u00e9mergeant du comportement collectif des locuteurs.<\/span><\/p>\n

Ces exemples mettent en \u00e9vidence une caract\u00e9ristique essentielle des syst\u00e8mes <\/span>hau<\/span>tement interconnect\u00e9s\u00a0: l<\/span>e<\/span> riche <\/span>jeu d\u2019interactions entre les parties constitutives<\/span><\/span> g\u00e9n\u00e8re des propri\u00e9t\u00e9s qui d\u00e9fient l\u2019analyse r\u00e9ductrice. Ce principe d\u2019\u00e9mergence, qui se manifeste dans des domaines apparemment sans rapport, offre une perspective puissante pour examiner l\u2019un des myst\u00e8res les plus insaisissables de notre \u00e9poque\u00a0: le fonctionnement du cerveau.<\/span><\/p>\n

L\u2019id\u00e9e centrale de l\u2019\u00e9mergence m\u2019a inspir\u00e9 pour d\u00e9velopper le concept que j\u2019appelle le <\/span>cerveau enchev\u00eatr\u00e9\u00a0<\/span><\/em>: la n\u00e9cessit\u00e9 de comprendre le cerveau comme un syst\u00e8me complexe et interactif o\u00f9 les fonctions \u00e9mergent de r\u00e9seaux de r\u00e9gions distribu\u00e9es et se chevauchant plut\u00f4t que d\u2019\u00eatre localis\u00e9es dans des zones sp\u00e9cifiques. Bien que le cadre d\u00e9crit ici <\/span>demeure une approche<\/span><\/span> minoritaire dans les neurosciences, nous assistons \u00e0 une transition progressive du paradigme (plut\u00f4t qu\u2019\u00e0 une r\u00e9volution), un nombre croissant de chercheurs reconnaissant les limites des modes de pens\u00e9e plus traditionnels.<\/span><\/p>\n

La science de la complexit\u00e9 est un domaine interdisciplinaire qui \u00e9tudie <\/span>d<\/span>es syst\u00e8mes compos\u00e9s de nombreux \u00e9l\u00e9ments en interaction, dont les comportements collectifs donnent lieu \u00e0 des propri\u00e9t\u00e9s collectives \u2014 des ph\u00e9nom\u00e8nes qui ne peuvent \u00eatre enti\u00e8rement expliqu\u00e9s <\/span>par l\u2019analyse des<\/span><\/span> parties individuelles de mani\u00e8re isol\u00e9e. Ces syst\u00e8mes, tels que les \u00e9cosyst\u00e8mes, les \u00e9conomies ou \u2014 comme nous le verrons \u2014 le cerveau, se caract\u00e9risent par une dynamique non lin\u00e9aire, une adaptabilit\u00e9, une auto-organisation et des interactions en r\u00e9seau qui s\u2019\u00e9tendent sur de multiples \u00e9chelles spatiales et temporelles. Avant d\u2019explorer les id\u00e9es qui ont conduit au cadre du cerveau enchev\u00eatr\u00e9, revenons sur certains d\u00e9veloppements historiques du domaine des neurosciences pour <\/span>pr\u00e9parer le terrain<\/span><\/span>.<\/span><\/p>\n

En 1899, C\u00e9cile et Oskar Vogt, \u00e2g\u00e9s respectivement de 24 et 29\u00a0ans, <\/span>arriv\u00e8rent<\/span><\/span> \u00e0 Berlin pour fonder le Centre neurologique, d\u2019abord une institution priv\u00e9e <\/span>d\u00e9di\u00e9e \u00e0<\/span><\/span> l\u2019\u00e9tude anatomique du cerveau humain, qui devient en 1902 le Laboratoire neurobiologique, puis l\u2019Institut Kaiser Wilhelm pour la recherche sur le cerveau en 1914. C\u00e9cile Vogt \u00e9tait l\u2019une des deux seules femmes de tout l\u2019institut. (En Prusse, jusqu\u2019en 1908, les femmes n\u2019avaient pas acc\u00e8s \u00e0 l\u2019enseignement universitaire <\/span>r\u00e9gulier<\/span><\/span>, et encore moins la possibilit\u00e9 de mener une carri\u00e8re scientifique). Elle obtient son doctorat \u00e0 l\u2019universit\u00e9 de Paris en 1900, tandis que son mari Oskar obtient un doctorat pour sa th\u00e8se sur le <\/span>corps calleux <\/span><\/em>(<\/span><\/em>corpus callosum<\/span><\/span><\/em>)<\/span><\/em> \u00e0 l\u2019universit\u00e9 d\u2019I\u00e9na en 1894.<\/span><\/p>\n

En 1901, Korbinian Brodmann, qui avait obtenu son doctorat \u00e0 Leipzig en 1898, rejoignit le groupe dirig\u00e9 par les Vogt et fut encourag\u00e9 par eux \u00e0 entreprendre une \u00e9tude syst\u00e9matique des cellules du cortex c\u00e9r\u00e9bral en utilisant des coupes de tissus color\u00e9es avec une nouvelle m\u00e9thode de marquage des cellules. (Le cortex est la surface externe du cerveau, avec des sillons et des <\/span>circonvolutions<\/span><\/span> ; le sous-cortex comprend d\u2019autres masses cellulaires qui se trouvent en dessous). Les Vogt, ainsi que Brodmann, qui travaillait s\u00e9par\u00e9ment, faisaient partie de la premi\u00e8re vague d\u2019anatomistes qui tentaient d\u2019\u00e9tablir une carte compl\u00e8te du cortex c\u00e9r\u00e9bral, dans le but ultime de comprendre comment la structure et la fonction du cerveau sont li\u00e9es. En bref, o\u00f9 une fonction mentale telle qu\u2019une \u00e9motion r\u00e9side-t-elle dans le cerveau ?<\/span><\/p>\n

Les neurones \u2014 un type de cellule cl\u00e9 du syst\u00e8me nerveux \u2014 sont divers, et plusieurs classes de cellules peuvent \u00eatre d\u00e9termin\u00e9es sur la base de leur forme et de leur taille. Les chercheurs <\/span>utilisaient<\/span><\/span> ces propri\u00e9t\u00e9s, ainsi que les diff\u00e9rences spatiales de distribution et de densit\u00e9, pour d\u00e9finir les limites entre les secteurs potentiels. <\/span>De cette mani\u00e8re, Brodmann subdivisa<\/span><\/span> le cortex en une cinquantaine de r\u00e9gions (\u00e9galement appel\u00e9es aires) par h\u00e9misph\u00e8re. Les Vogt, en revanche, pensaient qu\u2019il pouvait y en avoir plus de 200, chacune ayant son propre sch\u00e9ma cytoarchitectonique<\/span> distinctif<\/span><\/span> (c\u2019est-\u00e0-dire <\/span>une <\/span>organisation li\u00e9e aux cellules).<\/span><\/p>\n

C\u2019est une id\u00e9e qui se rapproche d\u2019un axiome en biologie\u00a0: la fonction est li\u00e9e \u00e0 la structure<\/b><\/i><\/span><\/span><\/p>\n

La carte de Brodmann est celle qui s\u2019impos<\/span>a<\/span>, probablement parce que les neuroanatomistes s\u2019opposaient \u00e0 une subdivision trop vigoureuse du cortex, et, aujourd\u2019hui encore, les \u00e9tudiants et les chercheurs se r\u00e9f\u00e8rent aux parties corticales en invoquant sa carte. Bien que les fonctions des r\u00e9gions corticales soient relativement peu connues \u00e0 l\u2019\u00e9poque, Brodmann pensait que sa partition identifiait les \u00ab organes de l\u2019esprit \u00bb \u2014 il \u00e9tait convaincu que chaque r\u00e9gion corticale remplissait une fonction particuli\u00e8re. En effet, lorsqu\u2019il rejoi<\/span>g<\/span>n<\/span>i<\/span>t le laboratoire de<\/span>s<\/span> Vogt, <\/span>ceux-ci l\u2019avaient<\/span><\/span> encourag\u00e9 \u00e0 essayer de comprendre l\u2019organisation du cortex \u00e0 la lumi\u00e8re de <\/span>leur<\/span> th\u00e8se principale, selon laquelle diff\u00e9rentes zones d\u00e9finies sur le plan cytoarchitectonique sont responsables de r\u00e9ponses et de fonctions physiologiques sp\u00e9cifiques.<\/span><\/p>\n

Les Vogt et Brodmann suivaient une logique profonde. En fait, il s\u2019agit d\u2019une id\u00e9e qui s\u2019apparente \u00e0 un axiome en biologie\u00a0: la fonction est li\u00e9e \u00e0 la structure. Dans le cas pr\u00e9sent, les parties du cortex qui sont structurellement diff\u00e9rentes (elles contiennent des types de cellules, des arrangements cellulaires, des densit\u00e9s cellulaires, etc., diff\u00e9rents) remplissent des fonctions diff\u00e9rentes. Ils pensaient ainsi pouvoir comprendre comment la fonction <\/span>s\u2019<\/span>individualise \u00e0 partir d\u2019une caract\u00e9risation d\u00e9taill\u00e9e de la microanatomie sous-jacente. Ils \u00e9taient \u00e0 la recherche des <\/span>unit\u00e9s fonctionnelles <\/span><\/em>du cortex \u2014 <\/span>o\u00f9 <\/span>la fonction pouva<\/span>i<\/span>t \u00eatre sensorielle, motrice, cognitive, etc.<\/span><\/p>\n

Contrairement \u00e0 d\u2019autres organes du corps qui ont des <\/span>fronti\u00e8res<\/span><\/span> plus nettes, les subdivisions potentielles du cortex ne sont pas facilement visibles au niveau macroscopique. L\u2019un des principaux objectifs de nombreux neuroanatomistes de la premi\u00e8re moiti\u00e9 du XX<\/span>e<\/span><\/sup>\u00a0si\u00e8cle \u00e9tait d\u2019\u00e9tudier ces \u00ab organes de l\u2019esprit \u00bb (un objectif qui per<\/span>dur<\/span>e aujourd\u2019hui). <\/span>Une cons\u00e9quence<\/span><\/span> de ce programme de recherche \u00e9tait que des r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales individuelles \u2014 par exemple, l\u2019aire\u00a017 de Brodmann \u00e0 l\u2019arri\u00e8re du cerveau \u2014 mettaient en \u0153uvre des m\u00e9canismes sp\u00e9cialis\u00e9s, en l\u2019occurrence li\u00e9s au traitement des stimuli sensoriels visuels. Il est donc essentiel de comprendre le fonctionnement des diff\u00e9rentes parties, car la zone\/r\u00e9gion est l\u2019<\/span>unit\u00e9 <\/span><\/em>m\u00e9caniste appropri\u00e9e pour comprendre le fonctionnement du syst\u00e8me nerveux.<\/span><\/p>\n

L\u2019int\u00e9r\u00eat des neuroscientifiques pour les r\u00e9gions du cerveau \u00e9t<\/span>ait<\/span> motiv\u00e9 par la notion que chaque r\u00e9gion ex\u00e9cute une fonction particuli\u00e8re. Par exemple, nous pourrions dire que la fonction du cortex visuel primaire est la perception visuelle, ou peut-\u00eatre un m\u00e9canisme visuel plus <\/span>\u00e9l\u00e9mentaire<\/span><\/span>, tel que la d\u00e9tection des \u00ab <\/span>contours<\/span><\/span> \u00bb (transitions nettes entre la lumi\u00e8re et l\u2019obscurit\u00e9) dans les images. Le m\u00eame type de description peut \u00eatre appliqu\u00e9 \u00e0 d\u2019autres <\/span>air<\/span>es sensorielles et motrices du cerveau. Cet exercice devient beaucoup moins simple pour les zones du cerveau qui sont beaucoup moins sensorielles ou motrices, car leur fonctionnement devient extr\u00eamement difficile \u00e0 d\u00e9terminer et \u00e0 d\u00e9crire. N\u00e9anmoins, en th\u00e9orie, on peut imaginer d\u2019\u00e9tendre l\u2019id\u00e9e \u00e0 toutes les parties du cerveau. Le r\u00e9sultat de cette entreprise serait une liste de paires aire-fonction\u00a0: <\/span>L <\/span><\/em>= {(A1, F1), (A2, F2),\u2026, (An, <\/span>Fn<\/span><\/em>)}, o\u00f9 les aires <\/span>A <\/span><\/em>mettent en \u0153uvre les fonctions <\/span>F<\/span><\/em>.<\/span><\/p>\n

Ce projet pose toutefois un s\u00e9rieux probl\u00e8me. \u00c0 ce jour, aucune liste de ce type n\u2019a \u00e9t\u00e9 g\u00e9n\u00e9r\u00e9e de mani\u00e8re syst\u00e9matique. En effet, les connaissances actuelles sugg\u00e8rent fortement que cette strat\u00e9gie <\/span>ne permettra pas <\/span><\/em>d\u2019obtenir une liste simple des aires-fonctions. Ce qui peut commencer comme une simple paire (A1, F1) est progressivement r\u00e9vis\u00e9e au fur et \u00e0 mesure que la recherche progresse et finit par inclure une <\/span>liste de <\/span><\/em>fonctions, <\/span>de sorte que l\u2019aire<\/span><\/span><\/span>\u00a0A1 participe \u00e0 une s\u00e9rie de fonctions\u00a0F1, F2,\u2026, <\/span>Fk<\/span>. <\/span>\u00c0 partir d\u2019une correspondance<\/span><\/span><\/span> de base un \u00e0 un A1 → F1, <\/span>le tableau \u00e9volue vers une correspondance <\/span><\/span><\/span>un \u00e0 <\/span>plusieurs\u00a0<\/span><\/em>: A1 → <\/span>{F1<\/span><\/em>, F2,\u2026<\/span>, Fk}<\/span><\/em>.<\/span><\/p>\n

Si la correspondance entre structure et fonction n\u2019est pas biunivoque, quel type de syst\u00e8me est le cerveau ? C\u2019est \u00e0 cette question que le concept de cerveau enchev\u00eatr\u00e9 tente de r\u00e9pondre. Il est utile de consid\u00e9rer deux types d\u2019informations\u00a0: anatomiques et fonctionnelles. Commen\u00e7ons par l\u2019<\/span>\u00e9norme<\/span> connectivit\u00e9 anatomique combinatoire du cerveau. Les neurones \u00e9changent constamment des signaux \u00e9lectrochimiques entre eux. <\/span>La transmission des signaux<\/span><\/span> est facilit\u00e9e par des extensions physiques des cellules, appel\u00e9es axones, qui d\u00e9passent le corps cellulaire sur des distances allant de moins de 1\u00a0mm \u00e0 environ 15\u00a0mm dans le syst\u00e8me nerveux central. Les axones parcour<\/span>a<\/span>nt de plus longues distances se regroupent g\u00e9n\u00e9ralement le long de ce que l\u2019on appelle <\/span>des faisceaux de substance <\/span><\/span>blanche, pour les distinguer d<\/span>es<\/span> tissu<\/span>s<\/span> compos\u00e9<\/span>s<\/span> de corps cellulaires neuronaux, <\/span>appel\u00e9s substance<\/span><\/span> grise. La connectivit\u00e9 anatomique peut donc \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e comme un syst\u00e8me de routes et d\u2019autoroutes qui favorise la <\/span>transmission de signaux<\/span><\/span> dans le cerveau.<\/span><\/p>\n

Bien que<\/span><\/span> la plupart des connexions so<\/span>ie<\/span>nt locales, le cerveau entretient \u00e9galement un r\u00e9seau impressionnant de voies \u00e0 moyenne et longue distance. Pour donner une id\u00e9e des dimensions en jeu, les longueurs axonales \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur des circuits c\u00e9r\u00e9braux locaux (tels que ceux d\u2019une seule aire de Brodmann) vont de moins de 1\u00a0mm \u00e0 un peu moins de 1\u00a0cm. Les connexions entre les r\u00e9gions adjacentes <\/span>ou<\/span> proches peuvent s\u2019\u00e9tendre de 0,5 \u00e0 4\u00a0cm, et les connexions entre les zones de lobes diff\u00e9rents, par exemple entre le lobe frontal et le lobe occipital, peuvent atteindre 15\u00a0cm ou plus.<\/span><\/p>\n

Bien que les d\u00e9tails varient d\u2019une esp\u00e8ce de mammif\u00e8re \u00e0 l\u2019autre, il est prouv\u00e9 que le cerveau des macaques (une esp\u00e8ce, dont l\u2019organisation c\u00e9r\u00e9brale ressemble \u00e0 celle de l\u2019homme) est dens\u00e9ment interconnect\u00e9. Par exemple, lorsque les scientifiques examin<\/span>ai<\/span>ent deux r\u00e9gions quelconques du cortex, ils constat<\/span>ai<\/span>ent qu\u2019il exist<\/span>ait<\/span> une connexion directe entre elles dans environ 60\u00a0% des cas (bien que la force <\/span>de la voie<\/span><\/span> diminue entre les r\u00e9gions les plus \u00e9loign\u00e9es). Le cortex organise notamment la communication \u00e0 moyenne et longue distance par l\u2019interm\u00e9diaire de r\u00e9gions sp\u00e9ciales qui agissent comme de grands centres de transport, acheminant et coordonnant les signaux dans l\u2019ensemble du cortex, un peu comme les grands a\u00e9roports servent de points de connexion centraux dans le r\u00e9seau mondial de transport a\u00e9rien.<\/span><\/p>\n

Mais ce n\u2019est qu\u2019une partie de l\u2019histoire. Au-del\u00e0 des interconnexions \u00e9tendues que l\u2019on trouve dans le cortex, il existe de multiples \u00ab syst\u00e8mes <\/span>de <\/span>connexion \u00bb qui relient <\/span>encore davantage <\/span><\/span>les r\u00e9gions entre elles. L\u2019ensemble du cortex est reli\u00e9 \u00e0 des structures c\u00e9r\u00e9brales plus profondes. Nous pouvons consid\u00e9rer que le cerveau comporte des secteurs distincts. En simplifiant quelque peu, il s\u2019agit du cortex, des parties sous-corticales qui se trouvent physiquement sous le cortex chez l\u2019homme, et du tronc c\u00e9r\u00e9bral. Dans les ann\u00e9es\u00a01980, il est apparu clairement que le cortex et le sous-cortex font partie de boucles de connexion <\/span>\u00e9tendues <\/span><\/span>\u2014 du cortex au sous-cortex, puis <\/span>retour <\/span>au cortex. Nous savons aujourd\u2019hui que les multiples secteurs sont amplement interconnect\u00e9s. Qui plus est, une structure sous-corticale telle que le thalamus, consid\u00e9r\u00e9e dans le pass\u00e9 comme un <\/span>relais<\/span> relativement passif transmettant des signaux au cortex, est si largement interconnect\u00e9e avec l\u2019ensemble du cortex qu\u2019il est peut-\u00eatre pr\u00e9f\u00e9rable de penser en termes de syst\u00e8me thalam<\/span>o<\/span>cortic<\/span>al<\/span>. M\u00eame les <\/span>air<\/span>es sous-corticales cens\u00e9es contr\u00f4ler principalement les fonctions de base, comme l\u2019hypothalamus, qui r\u00e9gule notamment la faim et la temp\u00e9rature corporelle, <\/span>pr\u00e9sente<\/span>nt des connexions \u00e9tendues <\/span>dans<\/span> l\u2019ensemble du cerveau. Cela cr\u00e9e un r\u00e9seau de connexions incroyablement complexe o\u00f9 les signaux peuvent voyager entre des parties disparates par des voies multiples, d\u2019o\u00f9 l\u2019id\u00e9e de connectivit\u00e9 \u00ab combinatoire \u00bb.<\/span><\/p>\n

Quelles sont les implications de l\u2019organisation connexionniste du cerveau ? Le r\u00e9seau dense de voies permet une flexibilit\u00e9 remarquable dans la mani\u00e8re dont le cerveau traite l\u2019information et contr\u00f4le le comportement. Des signaux de tous types peuvent \u00eatre \u00e9chang\u00e9s et int\u00e9gr\u00e9s de multiples fa\u00e7ons. Tous ces m\u00e9langes potentiels remettent fortement en question la fa\u00e7on dont nous concevons traditionnellement l\u2019esprit et le cerveau en termes d\u2019\u00e9tiquettes simplistes, telles que \u00ab perception \u00bb, \u00ab cognition \u00bb, \u00ab \u00e9motion \u00bb et \u00ab action \u00bb. Je reviendrai sur ce point plus tard, mais la vision standard est encore remise en question par un deuxi\u00e8me principe d\u2019organisation du cerveau\u00a0: la coordination fonctionnelle hautement distribu\u00e9e.<\/span><\/p>\n

Les groupes de neurones qui \u00e9mettent des signaux de mani\u00e8re coh\u00e9rente indiquent qu\u2019ils sont fonctionnellement li\u00e9s.<\/b><\/i><\/span><\/span><\/p>\n

Les routes de l\u2019Empire romain, essentielles \u00e0 son succ\u00e8s, \u00e9taient suffisamment \u00e9tendues pour faire environ deux fois le tour du globe. Outre les applications militaires \u00e9videntes, le r\u00e9seau routier favorisait le commerce, ainsi que l\u2019int\u00e9gration culturelle et administrative. Ces relations \u00e9conomiques et culturelles et la coordination entre les diff\u00e9rentes parties de l\u2019empire \u00e9taient soutenues par l\u2019incroyable infrastructure physique connue sous le nom de <\/span>cursus publicus<\/span><\/em>. De m\u00eame, dans le cerveau, nous devons aller au-del\u00e0 du domaine anatomique (les routes) pour nous int\u00e9resser aux propri\u00e9t\u00e9s fonctionnelles (<\/span>comme<\/span> les relations \u00e9conomiques et culturelles entre les diff\u00e9rentes parties de l\u2019Empire romain), d\u2019autant plus que les neuroscientifiques eux-m\u00eames se concentrent souvent trop sur les caract\u00e9ristiques anatomiques.<\/span><\/p>\n

Dans le cerveau, les relations fonctionnelles entre les signaux neuronaux sont d\u00e9tect\u00e9es \u00e0 plusieurs \u00e9chelles spatiales \u2014 de l\u2019\u00e9chelle locale des neurones <\/span>\u00e0 l\u2019int\u00e9rieur d\u2019une aire<\/span><\/span> c\u00e9r\u00e9brale <\/span>jusqu\u2019<\/span>\u00e0 des \u00e9chelles plus grandes impliquant des signaux provenant de la <\/span>substanc<\/span>e grise de diff\u00e9rents lobes (tels que les lobes frontal et pari\u00e9tal, s\u00e9par\u00e9s de plusieurs centim\u00e8tres). Par signaux, nous entendons l\u2019activit\u00e9 \u00e9lectrique des neurones directement enregistr\u00e9e par des micro\u00e9lectrodes ins\u00e9r\u00e9es dans la mati\u00e8re grise (c\u2019est-\u00e0-dire le tissu neuronal), mesur\u00e9e indirectement \u00e0 l\u2019aide de l\u2019imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique fonctionnelle (IRMf) chez l\u2019homme, ou \u00e9ventuellement par d\u2019autres techniques de mesure.<\/span><\/p>\n

Quels types de relations fonctionnelles sont d\u00e9tect\u00e9s ? L\u2019une des plus importantes est que les signaux provenant de diff\u00e9rents sites pr\u00e9sentent une activit\u00e9 neuronale synchronis\u00e9e. Ceci est remarquable, car les groupes de neurones qui \u00e9mettent des signaux de mani\u00e8re coh\u00e9rente indiquent qu\u2019ils sont fonctionnellement li\u00e9s et qu\u2019ils font potentiellement partie d\u2019un processus commun. On pense que diff\u00e9rents types de coordination des signaux refl\u00e8tent des processus tels que l\u2019attention et la m\u00e9moire, entre autres. D\u2019autres types de relations sont \u00e9galement d\u00e9tect\u00e9s math\u00e9matiquement, <\/span>comme <\/span>l\u2019intensit\u00e9 de la r\u00e9ponse dans une <\/span>air<\/span>e <\/span>c\u00e9r\u00e9brale<\/span> est li\u00e9e \u00e0 l\u2019\u00e9volution temporelle des signaux dans un <\/span>site<\/span> \u00e9loign\u00e9. Dans le cerveau, nous identifions des relations de signaux qui sont des indicateurs de fonctions <\/span>communes<\/span><\/span> entre r\u00e9gions, tout comme nous d\u00e9tectons des \u00e9changes culturels entre des parties distinctes de l\u2019Empire romain gr\u00e2ce \u00e0 des artefacts ou de <\/span>sch\u00e9mas linguistiques partag\u00e9s.<\/span><\/span><\/p>\n

Lorsque les signaux sont mesur\u00e9s \u00e0 partir de deux sites situ\u00e9s dans une zone locale (disons, <\/span>\u00e0 <\/span>quelques millim\u00e8tres <\/span>de distance<\/span><\/span>), il n\u2019est pas tr\u00e8s surprenant de trouver des relations fonctionnelles notables entre eux (par exemple, leur activit\u00e9 neuronale est corr\u00e9l\u00e9e), car les neurones re\u00e7oivent probablement des entr\u00e9es similaires et sont connect\u00e9s localement. Cependant, nous observons \u00e9galement des relations fonctionnelles entre des signaux neuronaux provenant <\/span>de localisations<\/span><\/span> beaucoup plus \u00e9loign\u00e9es les uns des autres et, surtout, entre des parties du cerveau qui <\/span>ne sont pas <\/span><\/em>directement connect\u00e9es sur le plan anatomique \u2014 il n\u2019y a pas de connexion axonale directe entre elles.<\/span><\/p>\n

Comment cela se produit-il ? <\/span>Il existe des preuves<\/span><\/span> que la coordination des signaux entre les r\u00e9gions d\u00e9pend davantage du nombre total de voies de communication possibles entre elles que de l\u2019existence de connexions directes entre les points A et B. Par exemple, bien que les r\u00e9gions A et B ne soient pas anatomiquement connect\u00e9es, elles sont toutes deux reli\u00e9es \u00e0 la r\u00e9gion C, qui sert donc de pont entre elles. Des chemins encore plus d\u00e9tourn\u00e9s peuvent relier A et B, \u00e0 l\u2019instar d\u2019un vol entre deux villes qui n\u2019ont pas de vols directs et n\u00e9cessitent de multiples escales. De cette mani\u00e8re, le cerveau cr\u00e9e des partenariats fonctionnels qui tirent parti de tou<\/span>te<\/span>s les <\/span>voie<\/span>s possibles <\/span>offertes par<\/span><\/span> ses <\/span>circuit<\/span>s complexes. Cela permet d\u2019expliquer comment le cerveau peut \u00eatre si remarquablement flexible, en maintenant diff\u00e9rents partenariats entre les r\u00e9gions en fonction de ce que nous faisons, pensons ou ressentons \u00e0 un moment donn\u00e9.<\/span><\/p>\n

Lorsque nous examinons les routes qui traversent le cerveau et la mani\u00e8re dont les signaux \u00e9tablissent des relations comportementales pertinentes dans le syst\u00e8me nerveux central, nous arrivons \u00e0 une conclusion importante. Dans un syst\u00e8me fortement interconnect\u00e9, pour comprendre la fonction, nous devons cesser de penser en termes de r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales individuelles. L\u2019unit\u00e9 fonctionnelle ne se trouve pas au niveau de l\u2019<\/span>aire<\/span> c\u00e9r\u00e9brale, comme on le propose g\u00e9n\u00e9ralement. Nous devons plut\u00f4t consid\u00e9rer des ensembles neuronaux r\u00e9partis dans plusieurs r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales, tout comme l<\/span>e<\/span> murmur<\/span>e<\/span> des \u00e9tourneaux forme un mod\u00e8le unique \u00e0 partir du comportement collectif des oiseaux individuels.<\/span><\/p>\n

Il existe de nombreux exemples d\u2019ensembles neuronaux distribu\u00e9s. Des groupes de neurones s\u2019\u00e9tendant sur des r\u00e9gions corticales (par exemple, le cortex pr\u00e9frontal et l\u2019hippocampe) et sous-corticales (par exemple, l\u2019amygdale) forment des circuits qui sont importants pour apprendre ce qui est mena\u00e7ant et ce qui est s\u00fbr. Ces circuits multir\u00e9gion<\/span>s<\/span> sont omnipr\u00e9sents ; des \u00e9tudes <\/span>par <\/span>IRMf chez l\u2019homme ont montr\u00e9 que le cerveau est organis\u00e9 en termes de r\u00e9seaux \u00e0 grande \u00e9chelle qui s\u2019\u00e9tendent \u00e0 travers le cortex et les territoires sous-corticaux. Par exemple, ce que l\u2019on appelle le \u00ab r\u00e9seau de saillance \u00bb (qui serait activ\u00e9 en cas d\u2019\u00e9v\u00e9nements importants) s\u2019\u00e9tend sur des r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales des lobes frontal et pari\u00e9tal, entre autres, et peut \u00e9galement \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme un ensemble neuronal.<\/span><\/p>\n

Que l\u2019on consid\u00e8re les ensembles dans le cas des circuits c\u00e9r\u00e9braux ou des r\u00e9seaux \u00e0 grande \u00e9chelle, les groupements neuronaux associ\u00e9s doivent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s comme fortement d\u00e9pendants du contexte et dynamiques. En d\u2019autres termes, il ne s\u2019agit pas d\u2019entit\u00e9s fixes, mais d\u2019entit\u00e9s qui se forment dynamiquement pour r\u00e9pondre aux exigences de la situation actuelle. En cons\u00e9quence, ils s\u2019assemblent et se d\u00e9sassemblent dynamiquement en fonction des besoins comportementaux. L\u2019implication de ce point de vue est qu\u2019alors que les r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales A, B et C peuvent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre actives ensemble pour traiter un type de comportement sp\u00e9cifique, dans certains contextes, nous observerons \u00e9galement un ensemble qui englobe la r\u00e9gion D, ou plut\u00f4t l\u2019ensemble {A, C, D} qui r\u00e9pond \u00e0 des exigences l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rentes. Au total, les ensembles neuronaux constituent une unit\u00e9 fonctionnelle extr\u00eamement mall\u00e9able.<\/span><\/p>\n

Pensez \u00e0 la fa\u00e7on dont un orchestre travaille <\/span>lors d\u2019une pi\u00e8ce musicale<\/span><\/span> complexe. La section des cordes peut se diviser en diff\u00e9rents groupes, certains violons rejoignant les bois pour une phrase musicale tandis que d\u2019autres s\u2019harmonisent avec les violoncelles. Plus tard, ces groupes changent compl\u00e8tement pour un autre passage. Le cerveau fonctionne de mani\u00e8re<\/span> analogue<\/span><\/span>\u00a0: plut\u00f4t que de recruter des r\u00e9gions fixes, il forme des agr\u00e9gations flexibles qui s\u2019assemblent et se d\u00e9sassemblent en fonction de ce que nous faisons, pensons ou ressentons. Cela s\u2019appuie sur ce que nous avons appris au sujet des connexions physiques \u00e9tendues du cerveau et de l\u2019activit\u00e9 coordonn\u00e9e entre les r\u00e9gions. Ces caract\u00e9ristiques rendent possible la formation d\u2019ensembles.<\/span><\/p>\n

Les r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales peuvent participer simultan\u00e9ment \u00e0 plusieurs r\u00e9seaux et modifier leur r\u00f4le en fonction des besoins.<\/b><\/i><\/span><\/span><\/p>\n

Comme <\/span>c\u2019est souvent le cas<\/span><\/span> en science, ces id\u00e9es ont une longue g\u00e9n\u00e9alogie. En 1949, le psychologue canadien Donald Hebb propos<\/span>a<\/span> que la capacit\u00e9 du cerveau \u00e0 g\u00e9n\u00e9rer des pens\u00e9es coh\u00e9rentes d\u00e9coule de l\u2019orchestration spatio-temporelle de l\u2019activit\u00e9 neuronale. Il \u00e9mi<\/span>t<\/span> l\u2019hypoth\u00e8se qu\u2019un groupe discret et fortement interconnect\u00e9 de neurones actifs, appel\u00e9 <\/span>assembl\u00e9e cellulaire, <\/span><\/em>repr\u00e9sente une entit\u00e9 mentale distincte, telle qu\u2019une pens\u00e9e ou une \u00e9motion. Pourtant, ces id\u00e9es ont mis longtemps \u00e0 m\u00fbrir, notamment en raison des limit<\/span>ation<\/span>s techniques li\u00e9es \u00e0 la mesure simultan\u00e9e des signaux dans le cerveau et <\/span>de l\u2019isolement relatif<\/span><\/span> des neurosciences exp\u00e9rimentales par rapport \u00e0 d\u2019autres disciplines, telles que l\u2019informatique, les math\u00e9matiques et la physique.<\/span><\/p>\n

Tout comme une symphonie \u00e9merge \u00e0 la fois des instruments individuels et de la fa\u00e7on dont ils jouent ensemble, les fonctions c\u00e9r\u00e9brales \u00e9mergent \u00e0 la fois des r\u00e9gions elles-m\u00eames et de leurs interactions dynamiques. Les scientifiques constatent qu\u2019il n\u2019est pas possible de comprendre les processus mentaux complexes en \u00e9tudiant des r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales isol\u00e9es, pas plus qu\u2019il n\u2019est possible de comprendre une symphonie en \u00e9coutant chaque instrument s\u00e9par\u00e9ment.<\/span><\/p>\n

Ce qui est particuli\u00e8rement fascinant, c\u2019est que ces assemblages c\u00e9r\u00e9braux se chevauchent et \u00e9voluent dans le temps. Tout comme un violon peut faire partie de la section des cordes \u00e0 un moment donn\u00e9 et rejoindre un plus petit ensemble \u00e0 l\u2019instant suivant, les r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales peuvent participer \u00e0 plusieurs r\u00e9seaux simultan\u00e9ment et changer de r\u00f4le en fonction des besoins. Il convient toutefois de noter que, dans cette optique, m\u00eame les r\u00e9seaux c\u00e9r\u00e9braux ne sont pas consid\u00e9r\u00e9s comme constitu\u00e9s d\u2019ensembles fixes de r\u00e9gions ; il s\u2019agit plut\u00f4t de coalitions dynamiques qui se forment et se dissolvent en fonction de l\u2019\u00e9volution des besoins du cerveau. Cette flexibilit\u00e9 permet d\u2019expliquer comment le cerveau peut prendre en charge un si large \u00e9ventail de comportements complexes avec un nombre limit\u00e9 de r\u00e9gions.<\/span><\/p>\n

Les cat\u00e9gories telles que la perception, la cognition, l\u2019action, l\u2019\u00e9motion et la motivation ne sont pas seulement les titres de manuels d\u2019introduction, mais refl\u00e8tent la fa\u00e7on dont les psychologues et les neuroscientifiques conceptualisent l\u2019organisation de l\u2019esprit et du cerveau. Ils cherchent \u00e0 subdiviser le cerveau en territoires qui ont des pr\u00e9f\u00e9rences pour les processus qui soutiennent un type sp\u00e9cifique d\u2019activit\u00e9 mentale. Certaines parties s\u2019occupent de la perception, comme l\u2019arri\u00e8re de la t\u00eate et son implication dans la vision, ou l\u2019avant du cerveau et son r\u00f4le dans la cognition. Et ainsi de suite. La d\u00e9composition d<\/span>e<\/span> l\u2019esprit-<\/span>cerveau adopt\u00e9e par de nombreux neuroscientifiques suit une organisation dite modulaire. La modularit\u00e9 renvoie ici \u00e0 l\u2019id\u00e9e que le cerveau est constitu\u00e9 de composants ou de modules sp\u00e9cialis\u00e9s et relativement ind\u00e9pendants qui g\u00e8rent chacune des fonctions mentales sp\u00e9cifiques, \u00e0 l\u2019instar des pi\u00e8ces distinctes d\u2019une machine qui fonctionnent ensemble, mais effectuent des op\u00e9rations s\u00e9par\u00e9es.<\/span><\/p>\n

Pourtant, une organisation modulaire, aussi populaire soit-elle parmi les neuroscientifiques, est incompatible avec les principes de la neuro-architecture anatomique et fonctionnelle examin\u00e9e ici. La connectivit\u00e9 combinatoire massive du cerveau et la coordination fonctionnelle hautement distribu\u00e9e d\u00e9fient toute compartimentation nette. Les voies bidirectionnelles \u00e9tendues qui couvrent l\u2019ensemble du cerveau cr\u00e9ent des syst\u00e8mes <\/span>de <\/span>connexions entrecrois\u00e9s qui dissolvent les fronti\u00e8res potentielles entre les domaines mentaux traditionnels (cognition, \u00e9motion, etc.).<\/span><\/p>\n

L\u2019anxi\u00e9t\u00e9, le syndrome de stress post-traumatique, la d\u00e9pression, etc., doivent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s comme des entit\u00e9s au niveau du syst\u00e8me.<\/b><\/i><\/span><\/span><\/p>\n

Les r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales s\u2019associent dynamiquement \u00e0 de multiples r\u00e9seaux en fonction du contexte, formant des coalitions qui s\u2019assemblent et se d\u00e9sassemblent en fonction des exigences du moment. Cette complexit\u00e9 interactionnelle signifie que les fonctions ne sont pas localis\u00e9es dans des modules discrets, mais qu\u2019elles \u00e9mergent d\u2019une coordination d\u00e9centralis\u00e9e \u00e0 travers des assembl\u00e9es multir\u00e9gionales. Les propri\u00e9t\u00e9s qui \u00e9mergent de ces interactions ne peuvent \u00eatre r\u00e9duites \u00e0 des composants individuels, ce qui fait qu\u2019un cadre modulaire strict ne permet pas de saisir la nature enchev\u00eatr\u00e9e du cerveau.<\/span><\/p>\n

Pourquoi le cerveau est-il si enchev\u00eatr\u00e9, et donc si diff\u00e9rent des syst\u00e8mes con\u00e7us par l\u2019homme ? Les cerveaux ont \u00e9volu\u00e9 pour fournir des r\u00e9ponses adaptatives aux d\u00e9fis auxquels sont confront\u00e9s les \u00eatres vivants, favorisant la survie et la reproduction \u2014 et non pour r\u00e9soudre des probl\u00e8mes cognitifs ou \u00e9motionnels isol\u00e9s. Dans ce contexte, m\u00eame le vocabulaire mental des neurosciences et de la psychologie (attention, contr\u00f4le cognitif, peur, etc.), dont les origines sont d\u00e9connect\u00e9es de l\u2019\u00e9tude du comportement animal, fournit des piliers th\u00e9oriques probl\u00e9matiques. En revanche, les approches inspir\u00e9es par des consid\u00e9rations \u00e9volutionnistes fournissent de meilleurs \u00e9chafaudages pour d\u00e9m\u00ealer les relations entre la structure et la fonction du cerveau.<\/span><\/p>\n

Les implications du cerveau enchev\u00eatr\u00e9 sont consid\u00e9rables pour la compr\u00e9hension des processus c\u00e9r\u00e9braux sains et malsains. Il est courant que les scientifiques cherchent une source unique de d\u00e9tresse psychologique. Par exemple, l\u2019anxi\u00e9t\u00e9 ou le syndrome de stress post-traumatique sont le r\u00e9sultat d\u2019une amygdale hyperactive ; la d\u00e9pression <\/span>serai<\/span>t caus\u00e9e par un approvisionnement d\u00e9ficient en s\u00e9rotonine ; la toxicomanie est le r\u00e9sultat d\u2019une surabondance de dopamine. Mais, selon les id\u00e9es d\u00e9crites ici, nous ne devrions pas nous attendre \u00e0 des d\u00e9terminants uniques pour les \u00e9tats psychologiques.<\/span><\/p>\n

L\u2019anxi\u00e9t\u00e9, le syndrome de stress post-traumatique, la d\u00e9pression, etc., doivent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s comme des entit\u00e9s au niveau du syst\u00e8me. Les alt\u00e9rations de plusieurs circuits c\u00e9r\u00e9braux, couvrant plusieurs r\u00e9gions du cerveau, sont presque certainement impliqu\u00e9es. Par cons\u00e9quent, les \u00e9tats sains ou malsains ne doivent pas \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s comme des \u00e9tats \u00e9motionnels, motivationnels ou cognitifs. Une telle classification est superficielle et n\u00e9glige l\u2019imbrication qui r\u00e9sulte de l\u2019organisation anatomique et fonctionnelle du cerveau.<\/span><\/p>\n

Il ne faut pas non plus s\u2019attendre \u00e0 trouver un coupable unique, m\u00eame au niveau des ensembles neuronaux distribu\u00e9s. Les conditions en question sont trop h\u00e9t\u00e9rog\u00e8nes et vari\u00e9es d\u2019un individu \u00e0 l\u2019autre ; elles ne se traduiront pas par une alt\u00e9ration unique, y compris au niveau distribu\u00e9. En fait, nous ne devrions pas nous attendre \u00e0 un type de perturbation constant dans le temps, car les processus c\u00e9r\u00e9braux d\u00e9pendent fortement du contexte et sont dynamiques. La variabilit\u00e9 de la dynamique m\u00eame contribuera \u00e0 la mani\u00e8re dont les exp\u00e9riences de sant\u00e9 mentale se manifestent.<\/span><\/p>\n

En fin de compte, nous devons cesser de chercher des explications simples aux processus complexes de l\u2019esprit et du cerveau, qu\u2019ils soient consid\u00e9r\u00e9s comme sains ou malsains. C\u2019est peut-\u00eatre l\u2019implication la plus g\u00e9n\u00e9rale du point de vue de l\u2019enchev\u00eatrement des cerveaux\u00a0: les fonctions du cerveau, comme les murmures des \u00e9tourneaux, sont plus compliqu\u00e9es et plus myst\u00e9rieuses que les \u00e9l\u00e9ments qui les composent.<\/span><\/p>\n

Luiz Pessoa <\/b><\/a><\/u><\/span>est directeur du Maryland Neuroimaging Center, chercheur principal au Laboratory of Cognition and Emotion et professeur de psychologie \u00e0 l\u2019universit\u00e9 du Maryland. Il est l\u2019auteur de <\/b>The Cognitive-Emotional Brain <\/b><\/i><\/a><\/u><\/span>(2013) et <\/b>The Entangled Brain <\/b><\/i><\/a><\/u><\/span>(2022).<\/b><\/p>\n

Texte original publi\u00e9 le 19\u00a0mai 2025\u00a0: <\/span>https:\/\/aeon.co\/essays\/how-the-human-brain-is-like-a-murmuration-of-starlings<\/span><\/a><\/u><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L\u2019int\u00e9r\u00eat des neuroscientifiques pour les r\u00e9gions du cerveau \u00e9tait motiv\u00e9 par la notion que chaque r\u00e9gion ex\u00e9cute une fonction particuli\u00e8re. Par exemple, nous pourrions dire que la fonction du cortex visuel primaire est la perception visuelle, ou peut-\u00eatre un m\u00e9canisme visuel plus \u00e9l\u00e9mentaire, tel que la d\u00e9tection des \u00ab contours \u00bb (transitions nettes entre la lumi\u00e8re et l\u2019obscurit\u00e9) dans les images. Le m\u00eame type de description peut \u00eatre appliqu\u00e9 \u00e0 d\u2019autres aires sensorielles et motrices du cerveau. 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