Du Vague à l’âme (Episode n°2)

Pour faire face au danger – réel ou imaginaire – et que le corps puisse se protéger et rétablir les conditions de sa sécurité, il va engager un processus actif qui débute par la réception d’un stimulus (externe ou interne), ensuite par sa sensation, comme les deux premières étapes d’un processus complexe. Nous avons mentionné, dans le premier épisode de cette série Du Vague à l’âme, l’ensemble des stimulus susceptibles de porter une information de risque de danger. Pour les explications qui vont suivre, nous prendrons à titre d’exemple le stimulus visuel (Figure n°1).

Figure n°1 : De la perception du stimulus à la motivation de l’émotion.

Le stimulus est détecté par le thalamus[1]. Cette structure nous permet d’être attentif à ce qui est pertinent pour nous-mêmes dans notre environnement et en nous-mêmes, du moins au cours de la veille. Le thalamus procède à un filtrage des sensations extéroceptives et intéroceptives qui nous affectent, avant d’en acheminer l’information pertinente vers d’autres structures, corticales et sous-corticales afin d’y répondre adéquatement au niveau émotionnel et comportemental. Un stimulus engageant une sensation sera émotionnellement compétant (SEC) s’il permet d’atteindre un certain seuil de perception, la troisième étape du processus qui le plus souvent restera subliminale (non consciente). Ensuite, il y a mobilisation émotionnelle, soit la quatrième étape. Le seuil de perception est atteint si les informations portées par les stimulus sont « validées » comme perceptions par le thalamus qui les transfère alors vers d’autres structures corticales et sous-corticales.

Stimulus (n°1) – Sensation (n°2) – Perception (n°3) – Réaction émotionnelle (n°4)

Selon le type de stimulus visuel, il y a trois trajectoires intracérébrales mobilisables selon l’urgence de la réponse nécessaire à la protection du sujet.

Une première trajectoire est engagée de façon réflexe à la vision d’un objet en mouvement susceptible de blesser le sujet ; où une réaction ultrarapide est nécessaire à sa protection. Dans ce cas, le stimulus capté au niveau des cellules photosensibles de la rétine (ici les bâtonnets à la périphérie de la rétine) est transféré très rapidement (10 msec) aux colliculus supérieurs via un passage initial par les cellules magnétocellulaires (grandes cellules du latin magnus) du noyau appelé corps genouillé latéral (CGL) du thalamus. Ces cellules magnocellulaires captent principalement l’information visuelle à la périphérie de la rétine, ciblant principalement l’information liée au mouvement. Cette information visuelle ne s’encombre pas des couleurs (dévolues aux cônes à l’extrême centre de la rétine). Les colliculus supérieurs se trouvent au niveau de la partie supéro-dorsale du mésencéphale du tronc cérébral. L’information poursuit ensuite sa route vers le noyau pulvinar à la partie dorsale du thalamus avant d’aller inhiber le noyau latéral de l’amygdale (LA) et bloquer ainsi toute réaction émotionnelle de peur afin de concentrer toute l’énergie psychique sur le mouvement de protection requis, en faisant donc l’économie du passage à l’étape émotionnelle (la quatrième). Le passage par le pulvinar va non seulement être le relais inhibiteur à destination de l’amygdale mais va aussi assurer une focalisation de l’attention visuelle vers l’objet en mouvement en favorisant le maintien de l’image sur la rétine en compensant les mouvements de la tête et du cou[2].

Une seconde trajectoire va transiter ici aussi par le CGL du thalamus, mais cette fois à travers les cellules parvocellulaires (petites cellules du latin parvus) réceptrices de l’information des couleurs détectées par les cônes au centre de la rétine, pour rejoindre rapidement l’amygdale (30 msec) et dans ce cas de figure stimuler son noyau latéral (LA) suite à la vision d’un stimulus annonciateur d’un possible danger. Dans ce cas, il y a passage de la perception à l’émotion qui va motiver la réaction protectrice, la cinquième étape du processus. L’information émanant des cellules parvocellulaires sont hautement résolutives au niveau spatial et permettront une qualité fine des mouvements associés à la réaction protectrice.

Une troisième trajectoire du stimulus va pareillement croiser les cellules parvocellulaires du CGL du thalamus mais pour s’orienter vers le cortex occipital. Ce trajet nerveux est à la fois plus long et plus lent (100 msec), il est associé à une onde P100 identifiable à l’électroencéphalogramme (EEG). L’information visuelle rejoint l’aire visuelle au niveau des aires de Brodmann AB17[3] (aire visuelle primaire V1), ainsi que d’autres aires visuelles (l’aire visuelle secondaire V2 (AB18 et AB19=cunéus), V3, V4 et V5) pour compléter la qualité de l’image et produire une représentation visuelle mais qui ne va pas nécessairement mobiliser la conscience. Comme nous l’avons expliqué dans notre série sur le cerveau bayésien, la conscience, c’est-à-dire la mobilisation de l’espace global de travail[4] cognitif, intervient pour gérer l’émotion de surprise, exigeant un apport psychique complémentaire. La prise de conscience implique une étape supplémentaire qui prend la forme d’un onde, dite P300 (car lente de 300 msec) ; cette dernière aussi identifiable à l’EEG. Cette onde traduit la circulation de l’information visuelle vers l’avant du cortex, dans deux directions, ventrale (occipito-temporale) et dorsale (occipito-pariétale), avant de poursuivre vers le cortex préfrontal (CPF).

Figure n°2 : A gauche : Vue latérale gauche / A droite : Vue sagittale droite.

Pour être adéquatement interprétée, l’information sensorielle va être progressivement enrichie au cours de son cheminement cérébral. L’information visuelle va se voir enrichie de deux composantes de la mémoire[5], l’une apportée par la voie ventrale pour la composante mnésique sémantique, l’autre par la voie dorsale pour la composante mnésique exécutive. Ce double apport sensoriel et mnésique va permettre aux structures corticales supérieures d’effectuer les calculs bayésiens nécessaires à l’indentification de la cause de la sensation perçue. La voie ventrale est celle du « quoi », celle qui nous permet une représentation fine de ce qu’il y a à voir, celle qui nous permet de reconnaître un objet connu (une personne, une chose), de mettre – éventuellement mais pas nécessairement – un mot sur la chose vue et ainsi autoriser une prise de conscience dite « noétique ». La voie dorsale est celle du « où » (des relations spatiales) et du « comment », celle qui nous permet de localiser l’objet d’attention pour guider l’action à venir et d’identifier la familiarité ou non de ce qui est observé (la relation subjective avec la chose)[6]. Sur la voie ventrale, l’information transite par l’amygdale pour donner ainsi une éventuelle seconde chance à l’émotion si celle-ci n’avait pas été mobilisée lors du premier passage rapide entre le thalamus et l’amygdale. Ce n’est pas le cas avec la voie dorsale.

De l’extrémité de la voie ventrale (gyrus temporal inférieur = AB20) et celle de la voie dorsale (précunéus = AB7) l’information va suivre vers les structures corticales dites intermédiaires : le cortex préfrontal orbitofrontal (CPFOF), l’insula, le cortex cingulaire antérieur dorsal (CCAd) et le cortex préfrontal ventromédian[7]. A ce niveau opère une certaine confrontation avec les priors[8] en lien avec le moi, les émotions et la situation spécifique afin de juger de leur pertinence pour in fine identifier comment sentir la situation et comment y réagir. Si l’information ne remonte pas plus haut vers les structures antérieures de l’espace de travail, on dira que la conscience expérimentée est « anoétique », soit « subconsciente » comme intermédiaire entre conscience et inconscience. On verra dans un prochain épisode de cette série Du Vague à l’âme, comment le cortex cingulaire antérieur dorsal (CCAd) va jouer un rôle très spécifique pour valider ou non un nouveau passage à l’amygdale (un troisième) pour rejuger de la validité d’une réponse émotionnelle.

Un niveau supérieur de traitement avec potentiellement prise de conscience va impliquer les structures de l’espace de travail (GW) suivantes : le cortex préfrontal dorsolatéral (CPFDL), le cortex préfrontal ventrolatéral (CPFVL) et le cortex polaire frontal (CpoF), spécifiquement sa partie latérale. C’est à ce niveau qu’un raccordement de l’objet visuel au moi et à son histoire peut opérer. Le CPFDL permet la conceptualisation de la situation et la partie latérale du CpoF permet une conscience « autonoétique », la conscience subjective de soi-même face à l’objet[9].

​Conscience	Connaissance	Mémoire	Représentation	Moi	Pensée
Anoétique	Non-knowing	Procédurale	Non-cognitive	Implicite	Pas de pensée
Noétique	Fact.knowing	Sémantique	Cognitive	Assumé	« C’est une pomme »
Autonoétique	Self-knowing	Episodique	Cognitive	Explicite	« Je vois une pomme »

Des explications peuvent être pareillement proposées pour les autres types de stimulus, auditifs, nociceptifs, etc.

[1] Le thalamus est une structure sous-corticale de 3 cm de long constituée de deux masses ovoïdes de 1.5 cm de large reliées entre elles en haut par une bande de substance blanche et séparées en bas par le 3ème ventricule. Si notre cerveau était une voiture, le thalamus serait en quelque sorte le bouton des vitres électriques pour faire entrer ou non de l’air et le bruit extérieur dans l’habitacle. Au-delà de son rôle de trieur-filtreur, le thalamus est en mesure de « mélanger » nos sensations dans notre « soupe autobiographique » afin de nous préparer à identifier ce qui nous arrive. En latin, thalamus signifie chambre à coucher. Ce mot latin est bien choisi car au cours du sommeil, le thalamus arrête en grande partie de transférer les informations sensorielles aux autres structures du cerveau, il dort en quelque sorte.

[2] L’étymologie latine du mot pulvinar, signifie coussin ou oreiller … ce qui sert à bien caler la tête .

[3] Les aires de Brodmann (AB) sont des repères anatomiques du cortex cérébral ainsi nommées pour avoir été proposées par Korbinian Brodmann à travers ses recherches publiées entre 1905 et 1909. Bien que cette classification est à juste titre contestée depuis les travaux d’Absher et Benson (1993), nous nous proposons toutefois de l’utiliser encore pour des raisons pédagogiques.

[4] L’espace global de travail, traduction de l’anglais Global Workplace (GW), encore appelé mémoire de travail et plus récemment en anglais Executive control network (ECN).

[5] La mémoire présente deux composantes. La première est dite explicite ; la seconde, implicite. L’explicite a deux composantes : sémantique (dite encore déclarative) et épisodique. La composante sémantique est celle qui nous permet éventuellement de mettre un mot sur une chose ; la composante épisodique est celle qui nous permet de nous positionner comme sujet et comme agent par rapport à la chose. Les éléments mnésiques sémantiques sont conservés au niveau du gyrus temporal inférieur (AB20), les épisodiques au niveau du précunéus pariétal (AB7). L’implicite présente trois composantes : procédurale, émotionnelle et de conditionnement. La composante procédurale est celle qui nous permet de mémoriser des compétences motrices nouvellement acquises impliquant de la coordination comme tenir un crayon, faire du vélo ou danser le tango et de les garder en mémoire. Les noyaux du striatum sont mis à contribution pour l’acquisition de nouvelles compétences motrices avant d’être stockées dans le cervelet qui en assure aussi la coordination. La composante émotionnelle permet les réponses émotionnelles de peur, de joie, de dégoût, etc. C’est le noyau latéral de l’amygdale (LA) qui en est le promoteur pour leur acquisition et le gardien pour leur conservation mnésique. La composante de conditionnement permet la mémorisation d’un lien entre stimulus conditionnel et inconditionnel. C’est aussi au niveau du noyau LA que se joue le conditionnement d’intégration mnésique des stimulus conditionnel et inconditionnel.

[6] Lorsqu’Obélix regarde Astérix, c’est son gyrus temporal inférieur (AB20) connecté à l’hippocampe qui lui fait identifier son compère de la bande dessinée (voie ventrale). Mais c’est le précunéus (AB7) connecté à la région du sillon temporal supérieur (voie dorsale) qui l’informe de ce qu’Astérix signifie pour lui, son meilleur ami depuis toujours.

[7] Le traitement de l’information au niveau des structures corticales intermédiaires et supérieures fera l’objet spécifique de l’épisode n°7 de la série du Vague à l’âme.

[8] Les « priors » peuvent être considérés comme des croyances obéissant à une distribution de probabilité de l’état du monde et du corps, ainsi que des moyens permettant le rétablissement de l’homéostasie. Ils sont plus ou moins précis. Si la variance (V) de distribution de ces probabilités est étroite, on dira que les croyances correspondantes sont précises, riches en information, donc assez certaines. Dans le cas contraire, on dira qu’elles sont imprécises (la précision = 1 / V), à haut risque d’erreur de prédiction (pour plus d’information cf. notre série Le Cerveau bayésien).

[9] La partie latérale du CpoF frontale est propre à Homo sapiens. Les autres primates possèdent la partie médiane du CpoF mais non pas la partie latérale.