Ce cerveau infidèle qui nous trompe à tour de bras

PP1: « Ce cerveau infidèle qui nous trompe à tour de bras »

C’est le titre que j’avais donné, à quelques jour d’avis il y a une semaine ou deux quand on a appris qu’il y avait une seconde UPAM. Mais si vous me le permettez, je vais plutôt faire quelque chose qui pourrait s’intituler simplement :

PP2: « Parlons cerveau… »

Pour justifier ce petit changement, que vous me pardonnerai je l’espère, je voudrais revenir un peu en arrière pour dire ce qui m’amène ici à l’UPAM, et finalement pourquoi j’ai changé la formule de ma présentation.

Alors les « hasards de la vie » (comme on dit) m’ont amené à étudier en neurobiologie, puis à travailler durant une dizaine d’année en vulgarisation scientifique, et finalement il y a 6 ans de cela à concevoir et à entreprendre la rédaction du site web Le Cerveau à tous les niveaux que vous pouvez consulter au www.lecerveau.mcgill.ca

Parallèlement à ça, je me suis mis à collaborer au journal indépendant satirique Le Couac et j’ai réalisé une couple de films indépendants dont le dernier m’a servi de prétexte pour assister à une semaine de conférences de l’UP de Michel Onfray qui avait déménagé pour une semaine en Corse à l’été 2004, d’où mon intérêt pour les UP depuis ce temps, et en particulier pour l’UPAM et ses principes qui me conviennent tout à fait, soit :

PP3: « une éducation ouverte, gratuite, diversifiée, transdisciplinaire, anti-autoritaire, dont le but est la production et la transmission du savoir plutôt que la formation d’éléments économiquement productifs arrimés au marché du travail. »

Donc voilà un peu les deux grands domaines qui m’ont influencé, l’un neurobiologique, l’autre politique, et qui font que je suis ici aujourd’hui, i.e. pour essayer de partager un peu avec vous quelques connaissances utiles sur notre cerveau, et donc aussi sur nous-même, et ultimement, peut-être, pour la société.

Maintenant, quelle est la formule que j’ai utilisée jusqu’à date pour essayer de faire ça ? Ce sont des présentations où j’alterne entre des diapos préparées sur un Power Point et des visites sur des pages du Cerveau à tous les Niveaux. J’ai donné comme ça un certain nombre de présentations dont vous pouvez d’ailleurs retrouver les textes sur le site dans la section « Présentation » de notre site web.

Le problème, c’est que ça l’air de rien, mais c’est assez long à préparer et comme les délais étaient très courts cette fois-ci et que je travaille à temps plein, ben j’ai juste pas eu le temps d’en monter une au complet… Mais c’est peut-être un mal pour un bien, parce que j’aimerais qu’on essaie aujourd’hui quelque chose de différent qui est peut-être un peu plus dans l’esprit de l’UPAM, enfin, on va voir…

Ce qu’on va faire sera donc différent tant au niveau de la forme que du contenu.

Au niveau de la forme :

PP4

PP5

Au niveau du contenu maintenant, il va être un peu hybride, voire un peu bâtard :

PP7 :

*** - un premier bloc où je vais recycler deux extraits d’anciennes présentations pour faire une espèce d’entrée en la matière. Le problème quand on veut parler du fonctionnement du cerveau, c’est qu’une grande partie de la population est un peu ce qu’on pourrait appelé « neurobiologiquement analphabète » (pas vous, j’en suis certain, mais une grande partie de la population). Ce que je veux dire par là, c’est qu’il ne connaisse pas grand-chose sur l’anatomie et les fonctions de communication de base des neurones du cerveau, et donc de la grammaire et la syntaxe du langage utilisé par notre cerveau. Ce qui rend la moindre explication très difficile car il faut constamment s’arrêter pour expliquer la base des processus neuronaux. D’où l’idée d’une petite intro toujours utile pour donner un aperçu très rapide de ces règles. En insistant, comme je vais le faire tantôt, sur la perspective évolutive dans laquelle il faut se mettre pour comprendre le cerveau humain, perspective qui est également difficile à adopter pour la majorité des gens.

- un deuxième bloc où, pour ne pas trahir complètement le titre qui avait été annoncé sur le site de l’UPAM, i.e. « Ce cerveau infidèle qui nous trompe à tour de bras », j’aborderai les mécanismes derrière quelques illusions d’optique et terminerai par une petite expérience d’électrophysiologie virtuelle sur la perception du mouvement apparent.

- un troisième et quatrième bloc où je vais vous suggérer un certain nombre de questions qui se retrouvent déjà dans le site dans la rubrique « Visites Guidées » du site (car je doute que la majorité d’entre vous aient fait toutes ces visites guidées). Il y a 6 questions en tout, et des éléments de réponse sont donnée en suivant les petites animation qui nous guident à travers une présélection de 7-8 pages du sites en rapport avec la question.

1. Comment je peux dire autant de conneries quand je suis saoul ?

2. Pourquoi je me rends malade au lieu d'étrangler mon patron ?

3. Pourquoi je peux me rappeler exactement ce que je faisais le matin du 11 septembre 2001 (ou bien le jour de l'assassinat de JFK) ?

4. Qu'est-ce qui relie le Big Bang à un bon coup aux échecs ?

5. Pourquoi, après tant d'argent dépensé en thérapie, suis-je encore angoissé devant la soupe que mes parents me forçaient à manger quand j'étais petit ?

6. Pourquoi le seul fait de prendre un verre d’eau avec sa main est un acte prodigieux ?

Mais je vous les remontrerai tout à l’heure pour vous permettre de choisir.

[ finalement, le premier bloc va peut-être être un peu plus long que 10-12 minutes, et le deuxième bloc un peu plus court…]

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Bloc 1 : Introduction pour contrer l’analphabétisme neurobiologique dans une perspective évolutive

PP7 :

Le cerveau humain

*** L’une des choses qu’on entend souvent quand on parle du cerveau, c’est qu’on n’utiliserait qu’environ 10% de ses capacités. Vous avez sûrement déjà entendu ça ?

Le mythe du 10% est très tenace. J’ai bien dit le mythe, parce qu’affirmer qu’on n’utilise que 10, 50 ou même 90 % de notre cerveau n’a pas plus de sens pour un neurobiologiste que de dire que le monde a été créé en 7 jours ou que Georges W. Bush veut le bien du peuple irakien…

Or le fait que ce mythe a pu être intériorisé par une grande partie de la population est un exemple de ce que j’appellerais avec un tantinet de provocation : « l’analphabétisme neurobiologique ».

Ceci dit, on ne peut donner une explication convaincante de l’absurdité de ce mythe qu’en entrant un peu dans les détails, ce que je vais essayer de faire dans les minutes qui suivent.

PP8 :

un cerveau dans un corps

*** Un cerveau c’est un peu plus de 1 kilogramme, donc environ 2 % du poids du corps, mais environ 20 % de sa consommation de glucose et d’oxygène, et ce à tout moment de la journée, même la nuit.

Si le cerveau fonctionne seulement à 10% de ses capacités, on a déjà un petit problème : car si à 10 % de ses capacités, il consomme 20% de toute l’énergie du corps, à seulement 50% de sa capacité, il en consommerait 100%, c’est-à-dire absolument toute l’énergie du reste du corps…

Ça c’est seulement une seule des absurdités de ce mythe. Il y en a bien d’autres, comme on va le voir.

PP9 :

Il faut aussi inclure l’environnement dans lequel bouge ce corps, pour avoir une vision complète du système « corps-cerveau » qui devient « corps-cerveau-environnement ».

PP10 :

Car à chaque fois qu’on dit « cerveau », il faut être conscient que la réalité de l’objet dont on parle c’est toujours « corps-cerveau-environnement », avec des boucles de rétroaction complexes entre l’environnement, le cerveau et le corps.

PP11 :

Autre concept important :

C’est-à-dire que pour exécuter ses nombreuses fonctions, le cerveau possède différentes structures bien distinctes et reliées entre elles.

*** Vous savez tous que votre corps comprend différents organes pour vous maintenir en vie. Alors à plus forte raison, un organe complexe comme le cerveau possède d’innombrables structures, circuits nerveux et systèmes de circuits nerveux. Mais souvent les gens parlent du cerveau comme s’il s’agissait d’un Jello uniforme. On dit « c’est dans notre cerveau »…

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_cr/i_01_cr_ana/i_01_cr_ana.html [en passant : site web organisé en différents niveaux d’organisation et d’explication de difficulté croissante…]

Mais ne se demande pas où dans le cerveau, pourtant, ce qui se passe dans le corps calleux n’a rien à voir avec ce qui se passe dans l’hypothalamus ou dans l’hippocampe. C’est donc un organe qui possède de nombreuses structures spécialisées. Mais aussi très richement interconnectées…

D’où l’idée de parler d’analphabétisme neurobiologique. Ce n’est pas une insulte ou du dénigrement. Seulement quelque chose qui ressemble à l’analphabétisme pour les mots, une simple absence de connaissance… Et comme on peut apprendre à lire à tout âge, on peut apprendre à connaître son cerveau à tout âge aussi !

PP12 :

*** Autrement dit, ce cerveau a une longue histoire qui permet entre autre de comprendre ses formes bizarres et la position particulière de ses différentes parties les unes par rapport aux autres.

PP13 :

Comment, par exemple, comprendre la position de l’hypothalamus par rapport à l’hypophyse et leur position dans l’ensemble du cerveau, si l’on n’a pas une petite idée de la longue évolution qu’il y a derrière.

PP14 :

" Rien n’a de sens en biologie, si ce n’est à la lumière de l’évolution ".

Ce célèbre aphorisme de Théodore Dobzhansky (1900 – 1975) révèle bien ce qu’est la théorie de l’évolution pour un biologiste : le cadre conceptuel au sein duquel toute donnée scientifique trouve tout son sens.

PP15 :

"L'évolution ne tire pas ses nouveautés du néant. Elle travaille sur ce qui existe déjà. […] la sélection naturelle opère à la manière non d'un ingénieur, mais d'un bricoleur ; un bricoleur qui ne sait pas encore ce qu'il va produire, mais récupère tout ce qui lui tombe sous la main […]"
(François Jacob / né en 1920 / Le jeu des possibles / 1981)

C’est pourquoi j’ai consacré un thème en entier à l’évolution dans le site, thème qui s’intitule justement « Le bricolage de l’évolution » : https://lecerveau.mcgill.ca/flash/index_i.html

Pour comprendre d’où vient notre cerveau

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_05/i_05_cr/i_05_cr_her/i_05_cr_her.html

il est donc utile de regarder le cerveau des autres espèces animales existantes, qui sont apparues depuis plus longtemps que nous, et voir ce qui a changé. Déjà on voit certaines tendances qui se dessinent, par exemple au niveau de l’augmentation des circonvolutions du cortex qui traduit une plus grande surface corticale, et donc une plus grande quantité de neurones.

Maintenant, si notre cerveau est construit sur le même modèle que celui des autres animaux, on peut se demander qu’est-ce qui est spécifiquement humain dans le cerveau humain ?

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_05/d_05_cr/d_05_cr_her/d_05_cr_her.html

*** Au début des années 1970, le neurobiologiste américain Paul MacLean propose son fameux modèle du cerveau triunique qui met en évidence la cohabitation à l’intérieur de la boîte crânienne de structures plus ou moins anciennes phylogénétiquement (et je rappel qu’il s’agit d’une vue très schématique, la réalité étant beaucoup plus complexe…).

En gros pour MacLean, le cerveau humain comporterait en fait 3 cerveaux : un cerveau « reptilien », comprenant le tronc cérébral et le cervelet et assurant les fonction physiologique de base comme la respiration, le rythme cardiaque, l’équilibre, etc; un cerveau « limbique » ou mammalien, apparu avec les premiers mammifères et permettant une mémoire détaillée des événements gratifiants et douloureux, donc un affect, des émotions; et finalement un « néocortex » ou simplement cortex, qui est le siège des fonctions humaines dites supérieures comme le langage, le raisonnement logique, la créativité ou la conscience.

PP16 :

Une petite citation de Damasio pour rappeler simplement la très grande des émotions dans nos comportements :

<< [le cortex pariétal et insulaire] reçoivent des messages les informant de ce qui se passe dans votre corps moment après moment […]

Puisque le cerveau est le public obligé du corps, la perception des émotions l'emporte sur les autres processus perceptifs. Et puisque elle se développe en premier, elle constitue un cadre de référence pour ce qui se développe ensuite et par là, elle intervient dans tout ce qui passe dans le cerveau, et notamment dans le domaine des processus cognitifs. Son influence est immense. >>

- Antonio Damasio, L'erreur de Descartes.

*** Si l’on regarde maintenant un peu plus en détail comment a évolué ce cortex d’où proviennent nos fonctions cognitives supérieures, soumises à l’influence des émotions du système limbique, ne l’oublions pas…

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_05/i_05_cr/i_05_cr_her/i_05_cr_her.html

on observe une importance croissante des aires associatives du rat à l’humain, en passant par le chat. On appelle « aires associatives », toutes les régions qui ne sont ni sensorimotrice (en vert); ni visuelle (en rouge), ni auditive (en bleu).

Donc de plus en plus on voit émerger du cortex qui ne fait ni du traitement sensoriel, ni du contrôle moteur, mais du cortex dit « associatif » qui s’émancipe de ces fonctions de base et va pouvoir servir à des fonctions « supérieures » comme le langage et la rationalité si chère aux êtres humains.

*** C’est bien beau de parler d’augmentation de la surface corticale mais « kess ça donne ? » Eh bien ça se traduit par une plus grande quantité de cellules nerveuses et donc par une plus grande capacité de traitement de l’information. Parce qu’on ne peut pas parler de traitement de l’information dans le cerveau sans parler de l’élément de base à l’origine de ce traitement, j’ai nommé le neurone.

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_01/d_01_cl/d_01_cl_ana/d_01_cl_ana.html

On voit donc ici un neurone comparé à une cellule quelconque du reste de notre corps. Qu’est-ce qu’on remarque de particulier du côté du neurone ?

D’abord des dendrites (les « cheveux ») et puis l’axone (seul et unique) qui peut être très long. Mais pourquoi des dendrites et un axone ?

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_01/d_01_cl/d_01_cl_fon/d_01_cl_fon.html

Parce que la fonction première des neurones, c’est de communiquer entre eux, de s’échanger de l’information sous forme d’influx nerveux. C’est ce qu’on voit ici : les neurones peuvent s’échanger de l’information en envoyant leur axone faire des connexions avec les dendrites d’un autre neurone.

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_cl/i_01_cl_fon/i_01_cl_fon.html

(A) Parfois l’influx nerveux d’un seul neurone n’est pas assez fort pour se propager dans un autre neurone et ça lui prend l’aide d’un camarade (B) : mais à deux, il réussissent à faire passer l’influx nerveux ! On voit donc ici comment (non seulement l’union fait la force, mais qu’…) un neurone peut être une unité d’intégration de différents signaux et donner un output positif (un influx nerveux) ou négatif (pas d’influx nerveux) vers d’autres neurones. [(C) les connexions entre les neurones ne sont pas seulement excitatrices; elles peuvent aussi inhiber la propagation de l’influx nerveux…]

*** Or les axones et les dendrites ne se touchent pas pour faire passer l’influx nerveux. Il y a un tout petit espace entre eux qu’on appelle la synapse, et pour la voir, on va d’abord changer de thème puis utiliser notre boîte de navigation ici pour zoomer encore davantage jusqu’au niveau moléculaire, c’est-à-dire au niveau des molécules avec lesquelles sont fabriquées les cellules.

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_07/i_07_m/i_07_m_tra/i_07_m_tra.html

On a ici un dessin du bout de l’axone d’un neurone, et là le bout d’un dendrite. Quand l’influx nerveux arrive, regardez bien ce qui se passe : des petites molécules qu’on appelle des neurotransmetteurs vont être relâchées dans l’espace entre les deux et certaines vont se fixer sur des grosses molécules qu’on appelle des récepteur, exactement comme une clé va rentrer dans sa serrure. Et comme la clé ouvre une porte, la molécule de neurotransmetteur va ouvrir le canal au centre du récepteur et d’autres petites molécules vont pouvoir rentrer et ce sont elles qui vont faire repartir l’influx nerveux de l’autre côté. Encore une fois ? Voilà.

La grosse différence entre l’influx nerveux qui se propage le long de l’axone et ce qui se passe au niveau de la synapse, c’est que la propagation de l’influx nerveux est un phénomène électro-chimique qui est « tout ou rien » et qui ne subit aucune modification avec l’expérience. C’est tout le contraire au niveau de la synapse : si l’on peut apprendre des choses, c’est parce que la transmission synaptique est très malléable, que son efficacité se modifie avec son utilisation plus ou moins fréquente.

*** Qu’en est-il maintenant de la nature exacte de la trace physique d’un souvenir dans le cerveau. Autrement dit, qu’est-ce qui, au niveau moléculaire, au niveau de la synapse elle-même, facilite le passage de l’influx nerveux ?

Eh bien on connaît des mécanismes, comme la potentialisation à long terme, qui permettent ce renforcement de la synapse. Tout ce que ça prend souvent, c’est une stimulation répétée avec une fréquence assez élevée au niveau de la synapse en question. Cette stimulation répétée va permettre l’expulsion de plus de neurotransmetteurs, qui vont permettre d’ouvrir d’autres types de canaux qui vont faire rentrer cette fois-ci du calcium dans l’autre neurone. Or ce calcium va déclencher toutes sortes de réactions chimiques comme par exemple

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_07/a_07_m/a_07_m_tra/a_07_m_tra.html

1- la phosphorylation des récepteurs, c’est-à-dire l’ajout d’une molécule de phosphore au canal ici qui va permettre à ce canal de s’ouvrir plus facilement, ou plus longtemps, permettant une transmission d’autant plus facile de l’influx nerveux.

2- Ou alors, grâce à une cascade de seconds messagers dont je vous fais grâce ici justement, aller remonter jusqu’aux gènes dans le noyau du neurone pour lui dire de produire carrément de nouveaux récepteurs qui vont être ajoutés ici à la synapse et vont eux aussi faciliter d’autant plus la transmission de l’influx nerveux.

*** La trace physique, concrète, de tous vos souvenirs, c’est donc ça, des boutons synaptiques hypertrophiés et des récepteurs protéiniques boostés au phosphore !

PP17 :

Par conséquent cette plasticité des synapses fait que :

*** Ce concept de plasticité synaptique désigne donc le phénomène par lequel les circuits de nombreuses structures de notre cerveau ont la capacité d’être modelé, au sens physique du terme, c’est-à-dire d’être soit renforcé, soit affaibli, par l’utilisation plus ou moins fréquente qu’on en fait.

https://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_07/d_07_cl/d_07_cl_tra/d_07_cl_tra.html

*** Il se crée donc constamment dans notre cerveau de nouvelles « assemblées de neurones » qui vont s’associer et se mettre à fonctionner ensemble. Lorsqu’un nouveau groupe neuronal se coordonne ainsi, une nouvelle image mentale ou un nouvel apprentissage moteur peut surgir.

*** Apprendre c’est donc, pour employer le titre d’un ouvrage du philosophe Michel Onfray, faire une véritable « sculpture de soi », une sculpture au niveau de nos réseaux de neurones, par renforcement de certaines connexions synaptiques.

*** Maintenant : votre cerveau contient environ 100 milliards de neurones faisant en moyenne environ 10 000 synapses chacun avec d’autres neurones. Et la plupart de ces neurones ont ce qu’on appelle une activité spontanée, c’est-à-dire qu’ils font feu, qu’ils émettent des potentiels d’action à une certaine fréquence, continuellement. Et c’est la fréquence de ces potentiels d’action émis en permanence qui va être modulée, modifiée, par les stimuli extérieurs ou l’activité même de nos pensées.

*** Et c’est ça la réalité du cerveau : un système dynamique et chaotique qui est en relation avec le corps et l’environnement, en plus d’être tout entier en constante activité, certains circuits prenant un moment le haut du pavé pour s’estomper l’instant d’après et laisser d’autres structures s’activer plus intensément.

Ou est rendu notre 10% dans tout ça ? Aux oubliettes…

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Bloc 2 :

Illusions d’optiques et expérience d’électrophysiologie virtuelle

LA PERCEPTION VISUELLE DÉVOILÉE PAR LES ILLUSIONS D'OPTIQUE

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_02/i_02_p/i_02_p_vis/i_02_p_vis.html

Commencer à lire au 2^e paragraphe : « Car contrairement à ce que l’on ressent intuitivement… » et lire jusqu’à : « Les lignes qui convergent vers l’horizon sont un indice d’éloignement sur lequel s’appuie notre cerveau depuis les débuts de son évolution pour évaluer les distances. » et suivre le lien avancé.

Lire le paragraphe commençant par : « La perspective linéaire renvoie au phénomène bien connu de convergence apparente des lignes parallèles qui s’éloignent de nous et qui se rejoignent virtuellement à l’horizon.» Suivre le lien et lire la fin de l’encadré : « l’effet de perspective. Ce phénomène visuel avec lequel tous nos ancêtres ont dû évoluer possède dans notre cerveau des circuits de traitement spécialisés qui sont à la base de plusieurs de nos « illusions d’optique ». Quoi que vous en pensiez, les deux rectangles blancs sont bel et bien de la même longueur… »

Revenir à la page avancé précédente pour finir le paragraphe.

Revenir ensuite à la page intermédiaire pour lire l’encadré sur l’illusion de la pleine lune.

Retourner à la page avancée pour l’illusion de l’échiquier d’Adelson.

Enregistrement dans MT illustrant la perception consciente au niveau cellulaire d’un mouvement apparent.

http://www.physpharm.fmd.uwo.ca/undergrad/sensesweb/L4Motion/L4Motion.swf

[ Pour aller voir la couche IVB du cortex :

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_02/i_02_cl/i_02_cl_vis/i_02_cl_vis.html#3 ]

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Bloc 3 : Visite guidée 1

On vote à main levée : combien pour 1,2,3,4,5,6 ?

1. Comment je peux dire autant de conneries quand je suis saoul ?

2. Pourquoi je me rends malade au lieu d'étrangler mon patron ?