Une équipe de chercheurs a trouvé un "moteur de conscience" dans le cerveau - une région où, chez les singes au moins, même un petit début de saut les fera se réveiller de l'anesthésie.
La conscience est un mystère. Nous ne savons pas avec certitude pourquoi les créatures sont parfois éveillées et parfois endormies, ni quels mécanismes dans le cerveau sont les plus importants pour un état conscient. Dans ce nouvel article, cependant, les chercheurs ont trouvé quelques indices importants. En utilisant des électrodes dans le cerveau des macaques éveillés et endormis, ainsi que des macaques sous différentes formes d'anesthésie, l'équipe a trouvé deux voies clés dans le cerveau des singes pour la conscience. Les chercheurs ont également découvert une région cérébrale spécifique qui semble activer ces voies, comme un moteur, ils pourraient commencer à utiliser des câbles de démarrage hautement spécialisés. Cette région est connue sous le nom de thalamus latéral central.
Mais cela ne signifie pas qu'ils ont trouvé le siège de la conscience dans le cerveau.
"Il est peu probable que la conscience soit spécifique à un endroit du cerveau", a déclaré Michelle Redinbaugh, étudiante diplômée en psychologie à l'Université du Wisconsin-Madison et auteure principale de l'article, publié le 12 février dans la revue Neuron.
Des recherches antérieures ont déjà montré que rester conscient implique une activité répartie dans tout le cerveau, mais le travail de son équipe démontre que le thalamus latéral central joue probablement un rôle clé, a-t-elle déclaré.
Que signifie «conscience»
Il est important de comprendre que, dans le contexte de cette étude, la "conscience" se réfère plus ou moins à l'éveil.
"Le mot" conscience "a de nombreuses définitions", a déclaré Michael Graziano, neuroscientifique à l'Université de Princeton qui n'était pas impliqué dans l'étude. "Une façon de penser à la conscience est dans une perspective clinique d'éveil, d'excitation et de réactivité aux stimuli. En ce sens, les personnes endormies ne sont pas conscientes, et les personnes dans le coma ne le sont pas non plus."
Et il n'est pas tout à fait clair pourquoi ou comment les gens changent d'avant en arrière entre ces États. Cette étude représente un "travail élégant" sur ce sujet difficile, selon la neuroscientifique de l'Université du Minnesota Sarah Heilbronner, qui n'a pas non plus participé à la recherche.
Ce travail se concentre sur une question étroite: qu'est-ce qui rend les gens conscients?
"Il y a, cependant, une conception différente de la conscience beaucoup plus difficile à étudier: l'expérience subjective qui accompagne certains cas de traitement de l'information dans le cerveau, la composante" ce que l'on ressent "de notre vie intérieure", a déclaré Graziano à Live Science. . "Des études comme celle-ci ne traitent pas de ce type de conscience."
Un déclencheur dans le cerveau
Heilbronner a déclaré que l'étude sur les singes faisait suite à une étude antérieure convaincante impliquant des humains.
En août 2007, des chercheurs du Weill Cornell Medical College de New York ont publié une étude révolutionnaire dans la revue Nature. Un de leurs patients avait passé des mois à l'hôpital dans un «état de conscience minimale» après une lésion cérébrale traumatique. L'homme n'était généralement pas au courant de son environnement mais devenait parfois plus conscient et actif. En spéculant que son état pourrait impliquer une "sous-activation" de réseaux importants dans son cerveau, ils ont implanté des électrodes qui ont stimulé son thalamus central - et ont rapporté des améliorations significatives de son niveau de conscience.
Dans la nouvelle étude sur les singes, Redinbaugh et son équipe sont allés beaucoup plus loin.
À l'aide d'électrodes, les chercheurs ont envoyé de petites impulsions électriques dans différentes zones du cerveau des singes pendant leur sommeil ou sous sédation à l'aide de plusieurs types d'anesthésie. Surtout, les singes sont restés endormis. Mais l'envoi d'une impulsion à une fréquence spécifique au thalamus latéral central a réveillé les singes - même d'une anesthésie profonde - et leur a permis de découvrir le monde.
"Les preuves convergentes du sommeil et des multiples formes d'anesthésie sont particulièrement impressionnantes, car nous savons que ceux-ci ont des mécanismes d'action différents", a déclaré Heilbronner.
En d'autres termes, vous ne vous endormez pas pour les mêmes raisons que vous perdez connaissance sous anesthésie, et différentes formes d'anesthésie fonctionnent de différentes manières.
Mais différentes formes d'anesthésie et de sommeil "convergent apparemment sur ce circuit dans leurs effets sur la conscience", a déclaré Heilbronner.
Enregistrant à partir du cerveau des singes alors qu'ils allaient et venaient entre des états conscients et inconscients, les chercheurs ont réduit la conscience à deux ingrédients clés.
"La conscience a toujours coïncidé avec deux voies activées", a déclaré Redinbaugh à Live Science.
L'un de ces circuits critiques transporte des informations sensorielles du thalamus vers le cortex cérébral, la région du cerveau qui fait de nombreuses formes de pensée complexe. Ce circuit et une autre voie - celle qui "transmet des informations sur les prédictions, les priorités d'attention et les objectifs dans le sens inverse" - devaient être actifs pour que la conscience fonctionne, a déclaré Redinbaugh.
Le thalamus latéral central, ont conclu les chercheurs, joue probablement un rôle clé dans l'activation et le maintien de ces deux voies. Il semble agir comme un déclencheur.
Cette recherche n'est pas utile que d'un point de vue purement scientifique, a déclaré Redinbaugh. Déterminer exactement comment fonctionne la conscience pourrait aider à améliorer l'anesthésie et conduire à de nouveaux traitements pour les personnes souffrant de troubles de la conscience, comme l'homme de l'étude Weill Cornell Medical College.
Ce lien entre l'activité dans le thalamus et le cortex est particulièrement intéressant pour le traitement médical, a déclaré Heilbronner.
Comparé au thalamus, "le cortex cérébral est également une cible plus attrayante", a-t-elle déclaré. En effet, les traitements non invasifs, tels que la stimulation magnétique transcrânienne, peuvent atteindre la surface du cortex, mais ils ne peuvent pas atteindre le thalamus, qui est enfoui profondément dans le cerveau, juste au-dessus du tronc cérébral. "Peut-être qu'en construisant un modèle de circuit comme celui-ci, nous pourrions avoir un impact non invasif sur les deux", a déclaré Heilbronner.
Malgré les possibilités, il y a lieu de revérifier les résultats, a déclaré Laura Fernandez, neuroscientifique à l'Université de Lausanne en Suisse.
"C'est fait en deux singes. Très peu d'échantillon", a déclaré Fernandez à Live Science. Ce serait "bien d'essayer chez les rongeurs avec un échantillon plus élevé". Les chercheurs devraient également revérifier l'emplacement des électrodes placées dans le cerveau, pour s'assurer qu'elles activent réellement le thalamus latéral central et non les autres régions cérébrales voisines, a ajouté Fernandez.
Pourtant, a-t-elle souligné, les résultats correspondent parfaitement à ceux d'une étude récente sur les rongeurs; ce document, publié en juin 2018 dans la revue //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, a suggéré qu'il y avait un "changement" d'éveil quelque part dans le thalamus.
