Pensée du grand cerveau

Les scientifiques en apprennent beaucoup sur le cerveau : comment il peut prendre des décisions en une fraction de seconde, comment il apprend des erreurs du passé, comment il convertit les impulsions lumineuses en une scène visuelle complexe. Mais, pour certains, déchiffrer le langage des impulsions électriques qui traversent notre cerveau n'est que la moitié de l'histoire. La deuxième partie, et qui est beaucoup plus philosophique et complexe, est la façon dont cette activité cérébrale se traduit en conscience - la conscience de soi et la perception du monde qui l'entoure.

Bill Newsome , neuroscientifique à l'Université de Stanford à Palo Alto, Californie, a passé les vingt dernières années à étudier comment les neurones codent l'information et comment ils l'utilisent pour prendre des décisions concernant le monde. Dans les années 1990, lui et ses collaborateurs ont réussi à changer la façon dont un singe réagissait à son environnement en envoyant des secousses électriques à certaines parties de son cerveau. Les résultats ont donné aux neuroscientifiques un aperçu énorme du fonctionnement interne du cerveau.

Mais Newsome est obsédé par une question persistante : comment la conscience naît-elle de la fonction cérébrale ? Il pense que la meilleure façon de répondre à cette question est d'implanter une électrode dans son propre cerveau et de voir comment le courant électrique modifie sa perception du monde.

Newsome ne serait pas la première personne à avoir un implant cérébral. Les patients épileptiques subissent une stimulation électrique avant la chirurgie cérébrale. Un homme paralysé en Nouvelle-Angleterre a un implant expérimental qui traduit son activité cérébrale en mouvements d'un bras robotique. Et, peut-être le plus célèbre, Kevin Warwick, professeur de cybernétique à l'Université de Reading, au Royaume-Uni, a d'abord implanté une puce dans les fibres nerveuses de son bras en 2002, puis a implanté une puce dans le bras de sa femme, dans le cadre de sa quête pour devenir un cyborg.

Il n'est pas certain que Newsome obtienne l'approbation pour une entreprise aussi radicale. Mais, s'il le fait, son expérience ne sera pas dans l'intérêt de guérir une maladie ou de devenir une machine humaine. Il espère faire quelque chose de plus large : comprendre la conscience.

Examen de la technologie : Pourquoi la compréhension de la conscience est-elle si importante pour vous ?

Bill Newsome : Je pense que la façon dont la conscience émerge de la fonction cérébrale est l'une des questions les plus fascinantes et les plus importantes de toute la neurobiologie. Si nous comprenons complètement le système (de l'entrée à la sortie) au niveau cellulaire, mais ne savons toujours pas exactement ce qui cause les phénomènes mentaux conscients, nous aurons échoué.

TR : La plupart de vos expériences ont été faites sur des singes. Comment cela a-t-il commencé à façonner votre point de vue sur la relation entre les fonctions cérébrales et la conscience humaine ?

NE : Nous étudions la perception du mouvement. Nous entraînons des singes à regarder un motif de points se déplaçant dans une certaine direction et à signaler la direction des points en déplaçant leurs yeux dans la même direction. Si un singe choisit la bonne réponse, il obtient une récompense.

Ce comportement simple contient un monde en termes de compréhension de la façon dont le système nerveux effectue un comportement intelligent. Les informations sensorielles qui arrivent dans le cerveau par l'œil doivent être codées dans un langage neuronal qui représente le stimulus dans le cerveau. Sur la base de cette représentation neuronale, le singe doit alors porter un jugement de haut niveau sur ce qu'il voit réellement. Cette décision guide à son tour le choix d'une réponse motrice, de regarder à gauche ou à droite.

TR : Et vous avez ajouté un nouveau niveau à cette configuration expérimentale en stimulant le cerveau du singe.

NE : Nous plaçons une électrode dans une zone du cerveau appelée MT. Les cellules de cette zone répondent sélectivement à une direction de mouvement spécifique. Certaines cellules sont actives lorsque le singe regarde les points se déplaçant vers la gauche, certaines cellules sont actives lorsque le singe regarde les points se déplaçant vers la droite. Les gens soupçonnaient depuis longtemps que la MT était importante pour notre capacité à voir le mouvement. Nous avons donc fait une expérience où nous avons stimulé artificiellement ces cellules avec de minuscules impulsions de courant électrique – cela a changé ce que les singes ont rapporté avoir vu.

TR : Ainsi, avec les expériences sur les singes, vous pouvez stimuler le cerveau de manière très ciblée et modifier la façon dont le singe réagit. Mais le singe ne peut pas vous dire ce qu'il voit lorsque vous stimulez le cerveau.

NE : Oui. Les gens peuvent rapporter ce qu'ils voient, entendent ou ressentent, mais avec les singes, vous ne pouvez que regarder leur changement de comportement. Je ne peux pas monter dans la tête d'un singe et voir ce que le singe voit vraiment.

Cela devient au cœur du débat actuel sur l'étude de la conscience. Quelle est l'expérience consciente qui accompagne la stimulation et la décision du singe ? Même si vous saviez tout sur la façon dont les neurones codent et transmettent les informations, vous ne savez peut-être pas ce que le singe éprouve lorsque nous stimulons sa MT.

TR : Les gens ont montré que stimuler le cerveau humain peut aussi faire des choses similaires, n'est-ce pas ?

NE : La stimulation électrique du cerveau n'est pas nouvelle. Wilder Penfield, un neurochirurgien au Canada dans les années 30 et 40, qui a été le pionnier du traitement neurochirurgical de l'épilepsie, a été le premier à commencer à stimuler le cerveau d'humains conscients. Il voulait être capable d'identifier les parties du cerveau impliquées dans la parole et le mouvement, avant de retirer le morceau de cerveau qu'il pensait être responsable de la maladie, alors il a développé des moyens de faire un trou dans le crâne et d'exposer le cerveau pleinement humains conscients.

Pendant qu'il était là-bas pour stimuler le cerveau à des fins cliniques, il a également stimulé d'autres parties du cerveau. Il a montré qu'en stimulant le cortex visuel, vous pouvez amener les gens à voir des étoiles ou des éclairs de lumière. Lorsqu'il stimulait le cortex auditif, les gens pouvaient entendre des signaux de bourdonnement. Lorsqu'il pénétrait plus profondément dans le cerveau, dans le cortex temporal, il pouvait susciter des perceptions complexes. Un patient dirait des choses comme : « Je suis assis sur le porche arrière de la maison de ma mère et elle m'appelle pour dîner. »

Il a fait tout cela dans les années 1930, mais le domaine n'a jamais abouti parce qu'il ne savait rien des circuits du cerveau. Penfield ne faisait que stimuler des tissus neuronaux d'une nature inconnue. Il pouvait susciter des phénomènes conscients, mais il n'a pas compris comment, exactement, les phénomènes conscients sont liés au [comportement] des neurones activés.

Nous connaissons maintenant les cellules individuelles, les circuits neuronaux et leurs propriétés sélectives. Nous pouvons donc faire de meilleures hypothèses sur la façon dont les cellules pourraient contribuer à des phénomènes cognitifs tels que la perception, la mémoire ou l'attention. Nous pouvons modifier des parties soigneusement ciblées du système et obtenir une réponse prévisible.

TR : Alors, comment envisagez-vous de comprendre le lien entre l'activité dans des parties spécifiques du cerveau et la conscience ?

NE : Je ne sais pas comment le comprendre maintenant, mais il me semble que stimuler un cerveau humain comme le mien serait un bon point de départ. Si je pouvais stimuler mon MT, je saurais probablement et pourrais dire si je vois vraiment les points [réels] bouger [comme dans les expériences sur les singes] ou autre chose. Ce serait un début vers l'identification des [aspects spécifiques de la conscience qui accompagnent] l'activation neuronale à différents points du système nerveux.

TR : Pensez-vous que vous pourriez vraiment obtenir l'approbation réglementaire? Quels sont les grands enjeux éthiques ?

NE : Obtenir l'approbation pour faire quelque chose comme ça serait difficile. Toutes les expériences humaines dans ce pays sont soumises à un examen rigoureux. Les avocats et les administrateurs des institutions voient d'un mauvais œil ce genre de choses en raison des problèmes de responsabilité. Et là est un argument certain de la pente glissante. Je pourrais peut-être défendre ma propre expérience, mais cela pourrait créer un précédent pour d'autres pour qui ce serait plus risqué.

Par exemple, si je faisais cette expérience, ce serait probablement un gros problème et ce serait dans les journaux. Certains jeunes étudiants diplômés pourraient y voir un moyen de progresser dans leur carrière et décider de le faire. Il pourrait s'exposer à plus de risques que moi. Peut-être qu'il sonderait plus profondément dans son cerveau, où il y a plus de risque d'endommager le système vasculaire. Il serait inconfortable de penser que j'étais en partie responsable de cela, même si ma propre aventure s'est bien déroulée.

TR : Veux-tu vraiment faire ça ?

NE : Eh bien, j'y ai réfléchi très attentivement. J'ai parlé à des neurochirurgiens, tant aux États-Unis qu'à l'étranger, où l'environnement réglementaire est moins strict, sur la façon dont c'est pratique et risqué. Si le risque de complications postchirurgicales graves était de un sur cent, je ne le ferais pas. Si c'était un sur mille, j'envisagerais sérieusement de le faire. À mon grand regret, la plupart des chirurgiens estiment que le risque se situe quelque part entre mes repères.

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