Disons que les Martiens atterrissent sur la Terre et souhaitent en savoir plus sur les humains. Quelqu'un leur donne une copie des Œuvres complètes de Shakespeare et dit: «Quand vous comprendrez ce qu'il y a dedans, vous comprendrez tout ce qui est important pour nous.

Les Martiens se sont mis au travail - ils ont alloué de vastes ressources pour enregistrer chaque détail de ce grand volume jusqu'à ce qu'ils sachent finalement où chaque «e», chaque «a», chaque «t» est sur chaque page. Ils restent perplexes et retournent sur Terre. "Nous avons complètement caractérisé ce livre", disent-ils, "mais nous ne sommes toujours pas sûrs de bien comprendre votre peuple."

Le problème est que caractériser une langue n’est pas la même chose que la comprendre, et c’est là le problème auquel sont confrontés les chercheurs en neurosciences. Les neurones (cellules cérébrales) utilisent un langage, un «code», pour communiquer entre eux, et nous pouvons exploiter ce code en écoutant leur «bavardage» lorsqu'ils lancent de minuscules éclairs d'électricité (impulsions nerveuses). Nous pouvons enregistrer cette conversation et documenter toutes ses propriétés.

Nous pouvons également déterminer l'emplacement de chaque neurone, de toutes ses connexions et de ses messagers chimiques. Cela étant fait, nous ne comprendrons toujours pas comment fonctionne le cerveau. Pour comprendre un code, nous devons l'ancrer dans le monde réel.

Lieu, mémoire et administration

Nous ancrons facilement le code de Shakespeare (nous découvrons que «Juliette» fait référence à une jeune femme spécifique, «Roméo» à un jeune homme spécifique), mais pouvons-nous le faire pour le cerveau? Il semble que nous pouvons. En enregistrant le bavardage des neurones pendant que les animaux (et parfois les humains) effectuent les tâches de la vie quotidienne, les chercheurs ont découvert qu'il existe des régions dans lesquelles le code neuronal se rapporte au monde réel de manière remarquablement simple.

Le plus connu d'entre eux est le code de «lieu», découvert dans une petite partie du cerveau profondément enfouie appelée le hippocampe. Un neurone donné de l'hippocampe commence à parler furieusement chaque fois que son propriétaire (rat, souris, chauve-souris, humain) se rend dans un endroit particulier. Chaque neurone a tendance à être le plus excité à un endroit particulier (près de la porte, à mi-chemin le long d'un mur). Ainsi, une grande collection de neurones peut, entre eux, être prête à «parler haut» pour n'importe quel endroit de l'environnement. C'est comme si ces neurones encodaient l'espace, pour former quelque chose qui ressemblait à une carte mentale.

Pour déterminer où vous êtes, il vous suffit de consulter votre hippocampe et de voir quel neurone est actif. (En pratique, bien sûr, de nombreux neurones seront actifs à cet endroit et pas à un, sinon chaque perte d'un neurone entraînerait la perte d'un petit morceau de votre carte.) Ces neurones de l'hippocampe sont appelés «neurones de lieu». Ce sont des entités remarquables qui constituent le fondement non seulement de notre carte mentale de l’espace qui nous entoure, mais également des souvenirs des événements survenus dans cet espace - une sorte de notice biographique. Leur importance est évidente dans la terrible désorientation et l'amnésie résultant de leur dégénérescence dans la maladie d'Alzheimer. Lorsque le cerveau perd son lien avec sa place dans le monde et son passé, son propriétaire perd tout sens de soi.

Il existe de nombreux autres neurones dans le cerveau dont le code semble déchiffrable. Des neurones qui s'activent lorsque vous faites face à une direction particulière, près d'un mur ou lorsque vous voyez votre grand-mère… Nous sommes en train de reconstituer progressivement le réseau de nœuds dans le cerveau qui connectent le code interne au monde extérieur.

Ce n'est pas tout ce que font les neurones, bien sûr. Une grande partie du cerveau est impliquée dans une «administration» interne. Par exemple, une grande partie de la lobe frontal (le cerveau derrière le front) est impliqué dans la prise de décision - comment hiérarchiser les activités, quoi faire ensuite, etc. De nombreux neurones, disséminés dans tout le cerveau, ont pour tâche de gérer le code, de l’améliorer et de le peaufiner, de préserver les parties pertinentes de la mémoire et d’éliminer le reste.

Certains des neurones les plus nombreux semblent simplement avoir pour tâche de supprimer leurs voisins, de sorte que la conversation neuronale, pour ainsi dire, ne dégénère pas en équivalent de cris incontrôlables (que nous reconnaissons techniquement comme une épilepsie).

Encore de la place pour la psychologie

Il est clair que pour comprendre le cerveau, nous devons étudier tous les aspects de son fonctionnement, non seulement ceux qui se rapportent à l’administration interne, mais également ceux qui se connectent au monde extérieur.

Nous devons déterminer le lien entre l'activité cérébrale et ce que le propriétaire du cerveau pense, ressent et fait par rapport au monde extérieur à ce cerveau. En d'autres termes, nous devons ancrer le code dans le monde réel.

Pour cela, nous avons besoin de scientifiques qui étudient les pensées, les sentiments et le comportement - des psychologues - autant que de ceux qui étudient l'anatomie et la physiologie. L'étude du cerveau nécessite une investigation à tous les niveaux - sinon, nous aurons une caractérisation complète, mais aucune compréhension, de cet organe remarquable.

Décoder le cerveau, rapport spécial réalisé en collaboration avec le Dana Center, examine comment la technologie et l’analyse interpersonnelle vont façonner l’avenir de la recherche sur le cerveau.

Cet article a paru sur The Conversation

A propos de l'auteur

Kate Jeffery est directrice de l'Institut des neurosciences comportementales de l'University College London. De manière générale, je m'intéresse à l'architecture fine de la cognition - en d'autres termes, comment l'information est-elle représentée dans le cerveau?

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