En stimulant des zones spécifiques du cerveau à l'aide d'électrodes intracrâniennes chez plusieurs participants, des chercheurs voulaient en savoir plus sur les sensations que les décharges provoquaient chez eux. Voici ce qu'ils ont découvert.
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Que se passe t-il si on stimule des zones et des réseaux précis au sein même de votre boîte crânienne ? C'est la question que se sont posée des chercheurs américains, chinois et français. Pour y répondre, ils ont mené une expérience scientifique à l'aide d'électrodesélectrodes intracrâniennes posées chez 67 patients épileptiques qui allaient subir une opération du cerveau. Voici ce qu'ils ont découvert.
Les prémices de l'expérience
Les scientifiques savent, depuis plus d'un siècle, que les stimulations intracrâniennes produisent pléthore d'effets variés à différents niveaux : sensations somatiquessomatiques, hallucinations visuelles, influence sur les émotions et sur la mémoire. Depuis, une question reste en suspens : comment expliquer ces phénomènes ? Pour ce faire, des scientifiques de l'université de Stanford et de Pékin, du collège de médecine de Houston et de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière à Paris, ont combiné leurs efforts. Ensemble, ils ont publié le 6 juillet 2020 une étude intitulée Intrinsic network architecture predicts the effects elicited by intracranial electrical stimulation of the human brain dans la revue Nature human behaviour.
L'objectif des scientifiques
Afin de mieux comprendre les mécanismes de la stimulation intracrânienne, les chercheurs voulaient construire une carte complète du cerveau cohérente avec les réponses observées après les stimulations. En effet, depuis plusieurs décennies, la révolution de l'imagerie non invasive a permis de classifier le cerveau en zones et réseaux anatomiques divers. Nous savons aussi, depuis peu, qu'il existe un gradient entre différentes régions dites unimodales -- les neuronesneurones ne répondent qu'à des stimuli d'une seule modalité sensorielle -- et multimodales -- un même neurone peut être activé par plusieurs modalités sensorielles.
Aussi, dans ce champ de recherche, on commence à prendre conscience que les stimulations électriques intracrâniennes conduisent à des effets physiologiques qui dépendent de la façon dont est connectée la région du cerveau que l'on stimule avec les autres. Autrement dit, les stimulations conduisent à des effets différents selon la partie du cerveau dans laquelle elles opèrent.
Si cette hypothèse est exacte, il devrait y avoir une relation de causalité systématique entre l'architecture des zones du cerveau, les stimulations et les sensations rapportées par les participants soumis à ces dernières. Au-delà de ça, mieux comprendre les relations entre l'architecture fondamentale de notre cerveau et ce que cela induit chez un individu serait très intéressant d'un point de vue clinique pour pouvoir agir sur certains troubles neuropsychiatriques incurables.
Ce que vous pourriez dire
Grâce à leur expérience, les investigateurs ont pu déterminer qu'il existe bel et bien une relation forte entre les connaissances que nous possédons concernant l'architecture des différents réseaux, connectant les différentes régions fonctionnelles de notre cerveau et les sensations causées par la stimulation électrique intracrânienne.
Cette dernière semble même pouvoir aisément prédire les réactions que vont avoir les patients. Évidemment, les expérimentateurs ont pris soin de ne pas agir sur les zones associées à l'épilepsieépilepsie. En stimulant les régions situées du côté unimodal du gradientgradient, les sensations et perceptions étaient assez simples à décrire pour les patients et devenaient de plus en plus complexes lorsque l'on se rapprochait des régions situées au niveau multimodal.
La figure 6 de l'article scientifique en question rapporte certaines phrases ou sensations exprimées par les patients au cours de l'expérience selon les régions du cerveau stimulées. Voici quelques exemples de ce que vous pourriez dire ou ressentir si vous étiez soumis à un un tel dispositif expérimental :
- « C'était intense, je peux encore le sentir ! Mes doigts picotent encore comme s'il y avait des petites aiguilles. »
- « J'ai eu une envie irrépressible de presser mes doigts. Ils se sont fermés par eux-mêmes. »
- « Ma vison s'est un peu modifiée, j'ai commencé à avoir la nausée comme dans des montagnes russes. C'était assez intense. Tout bougeait de façon horizontale, d'avant en arrière. »
- « Suscite le calme... et l'excitation sexuelle. »
- « C'était comme regarder un écran de télévision en train de vibrer. »
- « C'était bon, assez érotique. Je me sentais bien mais ne peux pas l'expliquer. Oh ! vous me gênez. »
- « Cela ne sentait pas bon du tout comme une odeur de vernisvernis à ongleongle. »
Pour aller plus loin :
Le blog : le cerveau à tous les niveaux
La chaîne YouTube Cogito Ergo Science
