Depuis des siècles, les scientifiques savent que les humains possèdent la capacité de « voir » sans yeux, évoquant ainsi des images vives du passé ou des plans pour l’avenir. Cette imagerie mentale est essentielle pour tout, de la navigation dans une pièce familière à la composition d’une symphonie. Cependant, une question fondamentale demeure : Le cerveau réutilise-t-il réellement la même machinerie biologique pour imaginer un objet que pour le voir ?
Une nouvelle étude publiée dans Science suggère que la réponse est un oui définitif.
Combler le fossé entre voir et penser
Alors que des recherches antérieures utilisant des IRM fonctionnelles (IRMf) avaient montré que les mêmes régions du cerveau étaient actives à la fois lors de la perception et de l’imagination, ces méthodes manquaient de précision pour examiner des cellules individuelles. Ils pouvaient nous montrer le « quartier » où se déroulait l’activité, mais pas si les « maisons » spécifiques (neurones) étaient les mêmes.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs du centre médical Cedars-Sinai se sont tournés vers une opportunité clinique unique. Ils ont étudié 16 adultes épileptiques qui avaient déjà des électrodes implantées dans leur cerveau pour surveiller l’activité des crises. Cela a permis à l’équipe d’enregistrer les schémas de déclenchement de plus de 700 neurones individuels dans le cortex temporal ventral, la principale plaque tournante du cerveau pour le traitement des objets visuels.
Les mécanismes de la reconstruction mentale
L’étude a suivi un processus rigoureux en deux étapes pour cartographier la relation entre la réalité et la pensée :
- Perception : Les participants ont visionné des centaines d’images classées en visages, textes, plantes, animaux et objets du quotidien. Les chercheurs ont découvert que de nombreux neurones étaient hautement spécialisés, répondant à des catégories spécifiques ou même à des caractéristiques visuelles fines.
- Imagination : Lorsqu’il a été demandé aux participants d’évoquer mentalement ces mêmes objets, les chercheurs ont surveillé la réponse neuronale.
Les résultats ont été frappants. Environ 40 % des neurones qui se déclenchaient lors de la perception réelle se réactivaient également lors de l’imagerie mentale. Pour prouver qu’il ne s’agissait pas d’une coïncidence statistique, les chercheurs ont utilisé l’apprentissage automatique pour reconstruire les images sur la base uniquement des données neuronales, recréant ainsi les images dont les participants tentaient de se souvenir.
Pourquoi cette découverte est importante
Cette découverte fournit un fondement physique à la théorie du « modèle génératif » de la cognition. Cette théorie suggère que le cerveau n’enregistre pas seulement le monde comme une caméra ; au lieu de cela, il crée un code pour les objets qui peuvent être « relus » pour simuler la réalité.
Cette avancée a des implications bien au-delà des neurosciences théoriques :
- Santé psychiatrique : De nombreux problèmes de santé mentale, y compris la schizophrénie et le SSPT, impliquent des distorsions dans la façon dont une personne perçoit ou imagine la réalité. Comprendre la mécanique neuronale exacte de l’imagerie pourrait conduire à des thérapies plus ciblées pour ces troubles.
- Évolution cognitive : Il propose une feuille de route sur la façon dont les humains sont passés d’un simple traitement sensoriel à une pensée complexe et créative.
- Les limites de la créativité : Bien que l’étude confirme la manière dont nous rappelons des objets connus, elle soulève de nouvelles questions sur la façon dont le cerveau gère les images « nouvelles », comme rêver d’un objet qui n’a jamais existé dans le monde réel.
“C’était une étude que le domaine attendait”, a noté Nadine Dijkstra, neuroscientifique à l’University College London, soulignant que cette recherche apporte enfin la preuve empirique d’hypothèses scientifiques de longue date.
Conclusion
En prouvant que le cerveau réutilise des neurones spécifiques pour combler le fossé entre la vue et la pensée, cette étude révèle que notre imagination n’est pas un processus distinct, mais une « rediffusion » sophistiquée de nos expériences sensorielles. Cette découverte marque une étape majeure vers la compréhension de la manière dont l’esprit humain construit sa propre réalité.
