Les neurosciences ont-elles été sur la mauvaise voie pendant des siècles? Justin Pickard / Flickr, CC BY-SA

Comprendre le cerveau humain est sans doute le plus grand défi de la science moderne. le approche leader pour la plupart des dernières années 200 a été de relier ses fonctions à différentes régions du cerveau ou même à des neurones individuels (cellules du cerveau). Mais des recherches récentes suggère de plus en que nous puissions prendre complètement le mauvais chemin si nous devons toujours comprendre l'esprit humain.

L'idée que le cerveau est constitué de nombreuses régions qui effectuent des tâches spécifiques est connue comme "modularité". Et, à première vue, il a réussi. Par exemple, il peut fournir une explication de la façon dont nous reconnaissons les visages en activant une chaîne de régions cérébrales spécifiques dans le occipital et lobes temporaux. Les corps, cependant, sont traités par un ensemble différent de régions du cerveau. Et les scientifiques croient que d'autres domaines - les régions de la mémoire - aident à combiner ces stimuli perceptuels pour créer des représentations holistiques des personnes. L'activité de certaines zones cérébrales a également été lié à des conditions et des maladies spécifiques.

La raison pour laquelle cette approche a été si populaire est en partie due aux technologies qui nous donnent un aperçu sans précédent dans le cerveau. Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui suit les changements dans le flux sanguin dans le cerveau, permet aux scientifiques de voir les zones cérébrales s'illuminer en réponse aux activités - les aidant à cartographier les fonctions. Pendant ce temps, Optogénétique, une technique qui utilise la modification génétique des neurones de sorte que leur activité électrique peut être contrôlée avec des impulsions de lumière - peut nous aider à explorer leur contribution spécifique à la fonction cérébrale.

Alors que les deux approches génèrent des résultats fascinants, il n'est pas clair s'ils fourniront jamais une compréhension significative du cerveau. Un neuroscientifique qui trouve une corrélation entre une région neuronale ou cérébrale et un paramètre physique spécifique mais en principe arbitraire, tel que la douleur, sera tenté de tirer la conclusion que ce neurone ou cette partie du cerveau contrôle la douleur. C'est ironique parce que, même chez le neuroscientifique, la fonction inhérente du cerveau est de trouver des corrélations - quelle que soit la tâche qu'il accomplit.

Mais que se passerait-il si nous considérions plutôt la possibilité que toutes les fonctions cérébrales soient distribuées à travers le cerveau et que toutes les parties du cerveau contribuent à toutes les fonctions? Si tel est le cas, les corrélations trouvées jusqu'ici peuvent être un piège parfait de l'intellect. Nous devons alors résoudre le problème de la façon dont la région ou le type de neurone avec la fonction spécifique interagit avec d'autres parties du cerveau pour générer un comportement significatif et intégré. Jusqu'à présent, il n'y a pas de solution générale à ce problème - seulement des hypothèses dans des cas spécifiques, comme la reconnaissance des personnes.

Le problème peut être illustré par une étude récente qui a montré que le LSD psychédélique peut perturber l'organisation modulaire cela peut expliquer la vision. De plus, le niveau de désorganisation est lié à la gravité de la «désintégration du soi» que les gens éprouvent généralement lorsqu'ils prennent le médicament. L'étude a révélé que le médicament affectait la façon dont plusieurs régions du cerveau communiquaient avec le reste du cerveau, augmentant ainsi leur niveau de connectivité. Donc, si jamais nous voulons comprendre ce que notre sens du soi est vraiment, nous devons comprendre la connectivité sous-jacente entre les régions du cerveau dans le cadre d'un réseau complexe.

Une voie à suivre?

Quelques chercheurs crois maintenant le cerveau et ses maladies en général ne peuvent être compris comme interaction entre d'énormes nombres de neurones répartis à travers le système nerveux central. La fonction d'un neurone quelconque dépend des fonctions de tous les milliers de neurones auxquels il est connecté. Ceux-ci, à leur tour, dépendent de ceux des autres. La même région ou le même neurone peut être utilisé dans un grand nombre de contextes, mais a des fonctions spécifiques différentes selon le contexte.

Il peut en effet s'agir d'une petite perturbation de ces interactions entre les neurones qui, à travers des effets d'avalanche dans les réseaux, provoque des affections comme la dépression ou la maladie de Parkinson. De toute façon, nous devons comprendre les mécanismes des réseaux afin de comprendre les causes et les symptômes de ces maladies. Sans l'image complète, nous ne sommes pas susceptibles de réussir à guérir ces conditions et bien d'autres.

En particulier, les neurosciences doivent commencer à étudier comment les configurations de réseau découlent des tentatives du cerveau de donner un sens au monde. Nous devons également avoir une idée claire de la façon dont le cortex, le tronc cérébral et le cervelet interagissent avec les muscles et les dizaines de milliers de capteurs optiques et mécaniques de notre corps pour créer une image intégrée.

Se connecter à la réalité physique est le seul moyen de comprendre comment l'information est représentée dans le cerveau. L'une des raisons pour lesquelles nous avons un système nerveux est que l'évolution de la mobilité nécessitait un système de contrôle. Les fonctions cognitives et mentales - et même les pensées - peuvent être considérées comme des mécanismes qui ont évolué dans l'ordre mieux planifier les conséquences de mouvement et d'actions.

Ainsi, la voie à suivre pour les neurosciences pourrait être de se concentrer davantage sur les enregistrements neuronaux généraux (avec optogénétique ou IRMf) - sans viser à tenir chaque neurone ou région du cerveau responsable d'une fonction particulière. Cela pourrait être intégré à la recherche théorique sur les réseaux, qui peut prendre en compte diverses observations et fournir une explication fonctionnelle intégrée. En fait, une telle théorie devrait nous aider à concevoir des expériences plutôt que l'inverse.

Principaux obstacles

Ce ne sera pas facile cependant. Les technologies actuelles sont coûteuses - des ressources financières importantes ainsi que le prestige national et international y sont investis. Un autre obstacle est que l'esprit humain tend à préférer des solutions plus simples à des explications complexes, même si les premières peuvent avoir un pouvoir limité pour expliquer les résultats.

L'ensemble de la relation entre les neurosciences et l'industrie pharmaceutique repose également sur le modèle modulaire. Les stratégies typiques en ce qui concerne les maladies neurologiques et psychiatriques communes sont d'identifier un type de récepteur dans le cerveau qui peut être ciblé avec des médicaments pour résoudre l'ensemble du problème.

Par exemple, les ISRS - qui bloquent l'absorption de la sérotonine dans le cerveau de façon à en libérer davantage - sont actuellement utilisés pour traiter un certain nombre de problèmes de santé mentale différents, y compris la dépression. Mais ils ne fonctionnent pas pour de nombreux patients et il peut y avoir un effet placebo impliqué quand ils le font.

De même, l'épilepsie est aujourd'hui largement considérée comme une maladie unique traité avec des médicaments anticonvulsivants, qui travaillent en amortissant l'activité de TOUTE les neurones. Ces médicaments ne fonctionnent pas pour tout le monde non plus. En effet, il se pourrait que toute perturbation minime des circuits dans le cerveau - découlant de l'un des milliers de déclencheurs différents propres à chaque patient - pourrait pousser le cerveau dans un état d'épilepsie.

De cette façon, les neurosciences perdent progressivement la boussole sur leur chemin prétendu vers la compréhension du cerveau. Il est absolument crucial de bien faire les choses. Non seulement pourrait-il être la clé pour comprendre certains des plus grands mystères connus de la science - comme la conscience - il pourrait également aider à traiter une vaste gamme de problèmes de santé débilitants et coûteux.

A propos de l'auteur

Henrik Jörntell, Maître de conférences en neurosciences, L'Université de Lund

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

Livres connexes

at Marché InnerSelf et Amazon