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Gros ou maigre ? C'est tout dans la tête...

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Dans une étude publiée dans le journal en open access PLOS Biology, une équipe de scientifiques britanniques dévoile les aires du cerveau permettant à un individu de percevoir les dimensions spatiales de son image corporelle. Le terme "image corporelle" réfère souvent à la perception des dimensions spatiales du corps, qu'il s'agisse de sa taille, de sa forme ou de la configuration relative de ses différentes parties.

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Mais, pour cette perception, contrairement à d'autres sens tels que la douleur ou le mouvement d'un membre, il n'existe pas de récepteurs dans le corps fournissant au cerveau le type d'information sur l'image corporelle. Une question essentielle qui se pose en neuroscience sensorielle est donc de savoir comment le système nerveux central (SNC) est capable d'intégrer la taille et la forme relative du corps et de ses parties distinctes.

Avant de démarrer leur étude, les scientifiques ont tout d'abord reproduit l'"effet Pinocchio", un effet illusoire ayant lieu lors d'une expérience au cours de laquelle un individu place la paume de sa main en contact avec l'arête de son nez. Le poignet de cette même main, relié à des électrodes, est alors stimulé électriquement afin de provoquer une vibration qui donne l'impression à la personne que son poignet s'"ouvre" vers l'extérieur. Comme la paume de la main est toujours en contact avec l'arête du nez, cela crée un conflit, résolu par le cerveau qui génère l'illusion que c'est le nez qui s'allonge. Cette illusion provient de l'excitation des fibres musculaires dans le muscle contraint de vibrer. Par exemple, si la main est en contact avec le nez et que les fibres du biceps vibrent sous l'induction d'une stimulation électrique, l'impression est que la main s'éloigne du nez et donc que le nez s'allonge puisque la main est toujours en contact avec celui-ci. L'inverse se produit lorsque le triceps est stimulé.

Bien que les mécanismes impliqués ne soient pas bien compris, il est admis que les signaux afférents d'une telle stimulation atteignent le cortex somatosensoriel primaire et le cortex moteur primaire. Il existe également un consensus général concernant certaines atteintes pathologiques touchant le cortex pariétal (accident vasculaire cérébral, certains types d'épilepsie ou migraines avec aura) pour lesquelles les patients peuvent avoir l'impression que la taille et la forme d'un ou plusieurs membres changent. Pour étudier les mécanismes et les aires du cerveau impliqués dans ce phénomène, les auteurs ont utilisé des techniques comme l'électromyogramme et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fIRM) et demandé aux volontaires de placer leurs mains en contact avec leurs hanches et leur taille. Dans le groupe contrôle, les volontaires devaient effectuer un geste identique mais sans contact entre les mains et les hanches ou la taille.

Lorsque le tendon des muscles extenseur du poignet était stimulé, les volontaires avaient l'impression que leurs poignets "se fermaient" vers l'intérieur et percevaient un rétrécissement de leur taille et leurs hanches de 28% par rapport à la perception initiale. Il est important de noter qu'aucun des volontaires prenant part à cette expérience n'a eu l'impression que ses mains s'enfonçaient dans son corps, donc le contact restait "léger". Par ailleurs, l'activité musculaire enregistrée par électromyogrammes s'est avérée nulle chez 12 des 17 volontaires et résiduelle chez les autres. Chez ces 5 individus cependant, la même activité résiduelle était mesurée au cours de l'expérience contrôle (absence de contact), indiquant qu'elle ne pouvait influencer les résultats obtenus par imagerie IRMf.

Grâce à cette technique d'imagerie, les auteurs ont observé une activité cérébrale en corrélation avec l'illusion du corps se rétrécissant, phénomène qui ne pouvait être expliqué par les effets de vibration du tendon du poignet ou la position du bras. Ce cluster d'activité cérébrale se situe dans le lobe pariétal du côté gauche, dans la zone antérieure du sillon intra-pariétal et vers l'arrière jusqu'au sillon post-central. Deux zones d'activation pouvaient être observées dans ce cluster : vers le sillon post-central près de la jonction avec le sillon intra-pariétal et plus en arrière à la bordure entre la convexité pariétale supérieure et la partie antérieure du sillon intra-pariétal. Cette activité n'a pas été observée dans le groupe contrôle. De plus, l'étude a démontré qu'il existe une corrélation positive entre l'intensité de l'activité corticale et le degré de l'illusion de rétrécissement du corps. Autrement dit, plus l'individu a l'impression que sa taille rétrécit, plus l'activité corticale est forte. Le cerveau semble donc résoudre le conflit sensoriel afférent grâce à un mécanisme de réévaluation, au niveau du cortex pariétal, de la perception de l'image corporelle et des différentes parties qui le composent.

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