vendredi 29 mai 2009

C'est l'intention qui compte

C'est l'intention qui compte, pas le geste ...

Des expériences récentes montrent que c'est l'intention de bouger plus que le mouvement effectif du corps qui détermine la conscience d'avoir bougé. Stimuler légèrement certaines zones du cerveau produit une envie de bouger et même la sensation d'avoir bougé si on stimule assez fort, alors qu'une stimulation d'autres zones fait bouger le bras ou les lèvres alors que le patient affirme n'avoir pas bougé du tout.
Picture of brain
Fig 1 : Chez des patients en préparation à la chirurgie pour une tumeur du cerveau, stimuler le cortex pariétal (jaune et rouge) produit l'intention de mouvement, alors qu'une stimulation du cortex prémoteur (jaune) produit des mouvements non conscients. [img] Credit: Angela Sirigu
Quand on agite la main par exemple, c'est l'activation de la zone d'intention du déplacement qui détermine le sentiment d'avoir bougé, et non l'activation de celles qui produisent le mouvement effectif.

Au-delà de l'aire motrice et l'homonculus, l'aire prémotrice ?

Tous les manuels de biologie illustrent le cortex moteur d'où partent les influx qui commandent le mouvement corporel, juste à coté du cortex sensoriel ou somesthésique. De manière très frappante, on a souvent représenté la carte motrice et sensorielle par un petit bonhomme "Homonculus" où chaque partie du corps est représentée proportionnellement à la surface corticale dévolue à cette partie.
Fig 2 : Gauche : les aires motrices (rouge) et sensorielles (vert) primaires. [img] Source A droite : L'" Homonculus" sensoriel où chaque partie du corps est représentée proportionnellement à la surface corticale dévolue à cette partie.[img] Source UtorontoLe cortex prémoteur est moins connu : l'excellent ouvrage on-line (Purves 2001) montre qu'il est juste à coté du cortex moteur et décrit ici comment il est impliqué dans la sélection de séquences particulières de mouvements parmi le répertoire des possibles. "intimately involved in selecting a specific movement or sequence of movements from the repertoire of possible movements"
The primary motor cortex and the premotor area in the human cerebral cortex as seen in lateral (A) and medial (B) views. The primary motor cortex is located in the precentral gyrus; the premotor area is more rostral.
Fig 3 : Le cortex moteur et prémoteur bleu clair et vert [img] Source : Purves (2001).

En français ?

  • La Recherche, mars 2009 a fait un article " ce que le cerveau dit au muscle" intranet.jpg
  • La Recherche, juin 2009 La conscience de l'action intranet.jpg

Comment explorer ce que le sujet veut, comment son cerveau commande le mouvement à son insu ?

Depuis quelques années, la dualité corps-esprit (que le psychologique soit immatériel et séparé du corps biologique) est mise à mal par de nombreuses expériences en neurosciences, et le libre arbitre est remis en question, mais les bases neurologiques de l'intention restaient assez mystérieuses. Dans le cas du mouvement on n'avait pas encore clairement identifié la localisation cérébrale des intentions.
Telis, Gisela. (2009) rapporte dans ScienceNow une étude réalisée chez des patients en préparation à la chirurgie pour une tumeur du cerveau. On doit en effet procéder à une sorte de repérage des zones cérébrales en stimulant avec des électrodes pour identifier les zones lésées ou à opérer. Les patients sont donc sous anesthésie locale mais conscients. Angela Sirigu du Centre de Neuroscience Cognitive à Bron, en France (Michel Desmurget, et al. 2009) en a profité pour explorer ce que les patients décrivaient lors des stimulations de certaines zones précises, et apporte une première série de réponses assez troublantes à cette question.

Mais si, ... mais non je n'ai pas bougé !

Avec des stimulations légères (2 ou 5 mA) du cortex pariétal, (cf fig 1jaune et rouge) les patients disaient vouloir bouger leurs bras, jambes ou lèvres, mais ne les bougeaient pas : "J'ai senti une envie de bouger mes lèvres". Avec des stimulations plus fortes (5 ou 8 mA) ils affirmaient avoir bougé "j'ai bougé la bouche, qu'est ce que j'ai dit ?" Par contre lorsqu'on stimulait leur cortex prémoteur (cf fig 1 bleu), on pouvait observer des mouvements mais le patient niait que ses membres aient bougé. D'après Sirigu, c'est donc l'intention qui détermine la conscience du mouvement. Les intentions et les effets attendus produisent la sensation consciente d'avoir bougé, dit-elle.

Et les douleurs fantômes ?

Les amputés se plaignent souvent de douleurs fantômes : des sensations douloureuses perçues comme provenant de parties spécifiques du membre amputé. Par exemple ils se plaignent de douleurs au pouce alors qu'ils sont amputés au coude. Cf Phantom Limbs and Phantom Pain (Purves 2001) On a observé une réorganisation des cartes sensorielles où l'on voit les neurones répondre à des stimulations de parties du corps normalement non concernées. Une stimulation du visage produit par exemple une douleur dans la main amputée.

Drawings of phantom arms and legs, based on patients' reports.
Fig 4 : Les douleurs fantômes que les patients décrivent [img] Source : Purves (2001).
Certaines expériences avaient montré qu'une simple simulation en réalité virtuelle ou par un jeu de miroir permettant de voir le membre manquant se mouvoir en réaction à des mouvements volontaires de l'autre bras ont produit des améliorations thérapeutiques remarquables et ... pas très faciles à expliquer. cf source Peut-être que les travaux de Sirigu éclairent d'un nouvel angle ces expériences : si la conscience du mouvement s'exprime bien en temes d'intention, plus que d'aires motrices ou prémotrices, de nouvelles expériences pourraient explorer les liens entre ce cortex pariétal, ces douleurs fantômes et leur diminution.

La pince qui est un prolongement du bras

l'outil comme une extension de la main
Fig 5 : L'outil finit par être incorporé au schéma corporel comme une extension du corps : comme si les mâchoires de la pince était deux doigts de la main [img] Source ScienceNow Balter, Michael. (2008).
 


 On a récemment pu mettre en évidence, Balter, Michael. (2008) le rapporte dans une news de Science, que tout se passe comme si l'outil bien intégré était devenu un prolongement du bras. Les chercheurs de l'équipe de Giacomo Rizzolatti de l'University de Parme ont observé lorsqu'un macaque utilise pendant longtemps une pince, les séquences d'activation du mouvement sont les memes dans des aires cérébrale F1 et F5 avec une pince à action directe ou à action inverse (lorsqu'on serre les poignées, la pince se déserre avec les pinces inverses): "the pattern of neuronal activity is somehow transferred from the hand to the tool ". Comme si le cerveau commandait directement les mâchoires de la pince " as if the tool were the hand of the monkey and its tips were the monkey's fingers." Les auteurs évoquent les neurones-miroirs dont la région F5 est riche. Rizzzolati développe d'ailleurs l'idée que ce seraient les intentions des autres qui seraient interprétées dans ces neurones-miroirs. (cf Bio-tremplins Neurones-miroirs) voir aussi : The neural basis of tool use review | intranet.pdf et Paper on mirror neurons Giacomo Rizzolatti et al

C'est l'intention qui compte, mais alors nous ne sommes pas maîtres de nos gestes ?

Plusieurs recherches suggèrent donc que ce soit la volonté d'agir qui compte plus que la réelle action. Du moins en ce qui concerne notre conscience. Cela heurte notre bon sens... remet en question notre responsabilité. -Bon sang, je sais bien ce que j'ai fait, non ? On sait que l'introspection ne permet pas vraiment de découvrir les mécanismes mentaux. Et le biologiste en était resté, souvent, à cette position prudente, faute de données qui soient acceptables pour un expérimentaliste. Mais cela change. Que la volonté puisse être explorée par les neurosciences est tout à fait fascinant. Oui, mais est-ce de la biologie ?

L'intentionnalité : un des ressorts fondamentaux de la personnalité ?

Il semble que le sentiment de contrôle de nos actions soit un des ressorts centraux du fonctionnement psychologique humain. "The desire to combat uncertainty and maintain control has long been considered a primary and fundamental motivating force in human life and one of the most important variables governing psychologicalwell-being and physical health " Whitson, J. A., & Galinsky, A. D. (2008). L'intentionnalité est peut-être aussi la racine de bien des conceptions qui font obstacle à la compréhension en évolution ou en physiologie : quand les élèves abordent l'évolution de la girafe en termes de finalité "parce que ça lui est utile de manger les feuilles du haut" , ou l'influx nerveux en termes de volonté du potentiel d'action de se déplacer vers la synapse "parce que c'est là qu'il veut / doit aller ". On voit que des questions traitées plutôt par les philosophes ou les psychologues commencent à avoir des nouvelles réponses issues des neurosciences, et que nous nous trouvons entrain d'aborder des questions qui paraissaient hors du champ de la biologie jusqu'alors. Parce que de nouveaux outils d'exploration du cerveau comme ceux de Sirigu ou l'IRMf étudient le fonctionnement du cerveau en action, sommes-nous sommes contraints de redessiner les limites de notre discipline ? Faut-il éjecter les neurosciences de la biologie enseignée ou élargir notre vision de ce qu'est la biologie ?

Sources

Révisé le 5 juin . complété notablement sur les douleurs fantômes et l'outil extension du bras.

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