Le grand débat du cerveau - Ted Altschuler

À travers l'Histoire, les scientifiques ont proposé des idées concurrentes sur la façon dont le cerveau remplit des fonctions comme la perception, la mémoire et le mouvement. Est-ce que chacune de ces tâches est accomplie par une région spécifique du cerveau ? Ou est-ce que plusieurs zones travaillent de concert pour les accomplir ? Ted Altschuler enquête sur les deux côtés du débat.

En 1861, deux scientifiques ont eu
une dispute très cérébrale.

En fait, ils avaient des avis opposés
sur la façon dont la parole et la mémoire

opèrent dans le cerveau humain.

Ernest Aubertin,
avec son modèle localiste

prétendait qu'une région spécifique
du cerveau

était dédiée à chacun
des différents processus.

Pierre Gratiolet, de son côté,
défendait le modèle distribué,

où différentes régions collaborent

pour accomplir
toutes ces diverses fonctions.

Leur débat se répercuta
pendant le reste du siècle,

impliquant quelques uns des plus grands
esprits scientifiques de l'époque.

Aubertin et son modèle localiste
avait quelques célébrités de son côté.

Au 17ème siècle, René Descartes
avait affecté la qualité

du libre arbitre et l'âme humaine
à la glande pinéale.

Et à la fin du 18ème siècle,
un jeune étudiant, Franz Joseph Gall,

observa qu'une bonne mémoire allait
de paire avec des yeux plus proéminents

et il décida que c'était dû
à un développement plus important

de la partie adjacente du cerveau.

En tant que physicien, Gall continua
à fonder l'étude de la phrénologie,

qui considère que des capacités mentales
fortes correspondent à

des régions du cerveau surdéveloppées,
visibles grâce aux bosses sur le crâne.

La popularité de la phrénologie
tout au long du début du 19ème siècle

fit pencher la balance vers
le localisme d'Aubertin.

Mais le problème est que Gall ne prit
jamais la peine de tester scientifiquement

si les cartes de cerveau individuelles
qu'il avait construites

étaient applicables à tout le monde.

Dans les années 1840, Pierre Flourens
remit en question la phrénologie

en détruisant certaines parties précises
du cerveau d'animaux

et en observant
quelles fonctions étaient perdues.

Flourens découvrit
qu'endommager le cortex

interférait avec le jugement
ou le mouvement en général,

mais il ne réussit jamais à identifier
une région associée à une fonction,

et conclut que le cortex effectue
les fonctions comme un seul bloc.

Flourens marqua un point pour Gratiolet,
mais cela ne dura pas.

Un ancien étudiant de Gall,
Jean-Baptiste Bouillaud,

récusa les conclusions de Flourens

en notant que les patients
avec des troubles de l'élocution

avaient tous des dommages
au lobe frontal.

L'autopsie par Paul Broca en 1861
d'un patient ayant perdu la capacité

de parler, mais pas la capacité
de comprendre un discours,

révéla des dommages
très localisés du lobe frontal.

Le modèle distribué parut condamné.

Le localisme décolla.

Dans les années 1870, Carl Wernicke
associa une partie du lobe temporal gauche

à la compréhension orale.

Peu après, Eduard Hitzig et
Gustav Fritsch

stimulèrent le cortex d'un chien et
découvrirent une région du lobe frontal

responsable des mouvements musculaires.

En s'appuyant sur leur travail,
David Ferrier cartographia

chaque morceau du cortex, associé à
un mouvement d'une partie du corps.

Et en 1909, Korbinian Brodmann développa
sa propre carte du cortex avec 52 zones.

La victoire du modèle localiste
d'Aubertin parut alors assurée.

Mais le neurologue Carl Wernicke
apporta une idée intéressante.

Puisque les régions de production
et de compréhension du discours

ne sont pas adjacentes,
il en déduisit

qu'endommager la zone
qui les relie pourrait provoquer

un type spécial de perte du langage,
connu à présent comme l'aphasie réceptive.

Le modèle connexionniste de Wernicke
aida à expliquer certains troubles

ne provenant pas du
dysfonctionnement d'une seule zone.

Les outils modernes des neurosciences
ont révélé un cerveau plus complexe

que ce que Gratiolet, Aubertin
ou même Wernicke imaginaient.

De nos jours, l'hippocampe est associé
à deux fonctions cérébrales distinctes :

créer les souvenirs et traiter
la localisation dans l'espace.

On mesure aussi à présent
deux sortes de connectivité :

la connectivité anatomique
entre deux régions voisines du cortex

travaillant ensemble,

et la connectivité fonctionnelle
entre deux régions séparées

travaillant ensemble
pour accomplir une tâche.

Une fonction d'apparence basique
comme la vision

est en fait composée de
nombreuses fonctions plus petites,

avec différentes parties
du cortex représentant

la forme, la couleur,
et la localisation dans l'espace.

Si certaines zones ne fonctionnent plus,
on peut reconnaître un objet,

mais pas le voir, ou vice versa.

Il y a différents types de souvenirs
pour les faits et pour les habitudes.

Et se souvenir de quelque chose
comme votre premier vélo

implique un réseau de régions,
chacune représentant le concept

de véhicule, la forme du vélo,
le son du klaxon,

et les émotions associées
à ce souvenir.

En définitif, Gratiolet et Aubertin
avaient raison tous les deux.

Nous utilisons encore leurs modèles pour
comprendre comment marche la cognition.

Par exemple, on peut maintenant
mesurer l'activité du cerveau

sur une échelle de temps si petite,
qu'on peut voir les processus individuels

inclus dans le simple fait
de se souvenir.

Mais c'est l'intégration de ces
différents processus et régions

qui crée le souvenir cohérent
que nous connaissons.

Les théories soi-disant concurrentes
s'avérèrent être deux aspects

d'un modèle plus complet,

qui sera revu et affiné à son tour,
quand nos technologies

et méthodes scientifiques pour
comprendre le cerveau s'améliorent.