Les études montrant l’implication d’une zone du cerveau dans une tâche ou lors d’une émotion sont très peu reproductibles. © DedMityay, Adobe Stock

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Neurosciences : les études sont-elles vraiment fiables ?

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Les expériences d'imagerie montrant l'activation d'une zone du cerveau lors de l'exécution d'une tâche s'avèrent impossibles à reproduire. Expliquer et prédire les comportements des individus sur cette base serait donc foncièrement fallacieux, selon une méta-étude.

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Le cerveau des psychopathes est insensible à l’empathie. On peut lire les cauchemars dans le cerveau de dormeurs. Vous avez certainement déjà lu des articles relatant l'implication de telle ou telle zone du cerveau lors d'une activité mentale. Ce pan des neurosciences utilise l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour observer les variations de l'activité locale du cerveau d'un individu lorsque celui-ci entreprend une action, entend un son ou qu'il est soumis à une émotion.

Une récente étude affirme, par exemple, avoir identifié une modification de l'activité du cortex préfrontal chez les personnes qui se sentent seules. Une autre étude attestait, en 2019, d'une hyperactivité de l'amygdale gauche chez les personnes anxieuses, qui expliquerait la surproduction de pensées et d'émotions négatives, et l'incapacité de les mettre de côté. Certains neurologues affirment même pouvoir identifier les terroristes en mesurant l'activité de leur cerveau lorsqu'ils répondent à des questions sur le modèle d'un détecteur de mensonges.

Un énorme problème de reproductivité

Sauf que bon nombre de ces études seraient en réalité très peu fiables, révèle une méta-analyse de l'université de Duke parue dans la revue Psychological Science. Maxwell Elliott et son équipe ont cherché à reproduire 90 expériences d'imagerie cérébrale contenant 1.088 sujets et portant sur 66 tâches différentes, soit la plus vaste collection de données effectuée à ce jour. Ils se sont déclarés incapables de reproduire le moindre résultat auprès des 65 individus re-testés pour les mêmes tâches, y compris sur une courte période de temps.

« La corrélation entre un premier et un deuxième scanner est très faible », reconnaît le neuroscientifique Ahmad Hariri, coauteur de l'étude. Sur les sept mesures cérébrales analysées (langage, récompense, mémoire, exécution, relation sociale...), pas une seule n'a pu obtenir des résultats consistants plusieurs fois de suite.

Scanners montrant la cartographie fonctionnelle du cerveau pour trois types d’activité mentale (émotion, récompense, exécution d’une tâche) sur deux jours différents. Les couleurs chaudes (en haut) montrent la cohérence des niveaux d'activation moyenne au sein d’un groupe de personnes. Les couleurs froides (en bleu) montrent la faible reproductivité chez les individus. © Annchen Knodt, Université de Duke

Peu pertinent pour établir des profils individuels

« Cela ne signifie pas que toutes les recherches en IRMf doivent être jetées à la poubelle dans leur ensemble, relativise Ahmad Hariri. Les observations concernant le fonctionnement général du cerveau ne sont pas remises en question. Par exemple, l'IRM fonctionnelle révèle clairement que l'activité de l'amygdale est impliquée dans la façon dont nous apprenons à éviter le danger dans notre environnement et par notre expérience ».

L'étude suggère en revanche que de nombreuses observations ne sont pas pertinentes pour faire des prédictions sur le comportement d'un individu particulier. « Il est, par exemple, peu probable que les différences d'activité des amygdales puissent mesurer le degré d'anxiété des individus ou leur réaction à un traitement », illustre Ahmad Hariri.

Tout un pan des neurosciences à revoir

Car l'IRMf ne montre pas directement l'activité du cerveau, mais l'afflux sanguin provoqué par la suractivité supposée des neurones durant une tâche mentale. Et ce dernier semble hautement variable. « On peut scanner le cerveau des mêmes personnes plusieurs fois de suite et l'on n'obtiendra jamais le même résultat », concède Ahmad Hariri.

Le neurologue sait de quoi il parle : depuis plusieurs années, il tente de chercher des biomarqueurs cérébraux capables de détecter les différentes émotions chez les individus, par exemple la façon dont on réagit à un stress ou un événement traumatique. « Cette étude montre que nous ne pouvons plus continuer sur cette piste, reconnaît-il. Les psychologues et neuroscientifiques doivent à présent prendre du recul et essayer de mettre au point des mesures d'IRMf plus fiables. »

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