La neuroscience est la discipline qui s’occupe de cartographier les différents domaines du cerveau, les caractéristiques et les activités qui les définissent, les connexions qui existent entre eux, mais aussi les bordures qui les délimitent. Ces différentes parties du cerveau sont généralement associées à certaines fonctions, comme le cortex préfrontal qui est connu pour être le siège du jugement, ou encore les lobes frontaux qui sont cruciaux pour la mémoire et le traitement des émotions.
D’après Lisa Feldman Barrett, neuroscientifique au Northeastern University, non seulement les chercheurs ont décrit le cerveau et ses fonctions comme le feraient des cartographes, mais ils ont aussi opéré comme les « anciens cartographes ». Ils ont analysé le cerveau par rapport à ce qui les intéressait du point de vue psychologique ou comportemental. Ils ont ainsi assigné des fonctions aux différents groupes de neurones comme si ces derniers étaient des « blocs de Lego ».
Barrett explique toutefois que cette méthode n’est pas tout à fait la bonne puisqu’une cartographie du cerveau avec des limites nettes n’est pas juste trop simplifiée, elle peut aussi créer la confusion.
Le cerveau, cette machine mystérieuse
Des études récentes ont montré que les catégories utilisées actuellement sont de mauvais outils pour comprendre comment le cerveau est structuré et comment il fonctionne. En général, les neuroscientifiques s’accordent sur l’organisation des tissus cérébraux, c’est-à-dire en régions, en réseaux ou encore en types de cellules.
Mais pour ce qui est de lier ces parties aux différentes tâches comme la perception, l’attention, ou l’émotion, ce n’est pas toujours aussi simple, comme l’explique David Poeppel, neuroscientifique à la New York University. Il est vrai que le cortex visuel permet à une personne de voir, et que le cortex auditif permet d’entendre, mais la mémoire par exemple nécessite des réseaux cérébraux autres que l’hippocampe.
Ce dernier est aussi à la base de nombreux processus cognitifs autres que la mémorisation. Parfois, le chevauchement des fonctions est tel que les classifications ne veulent plus rien dire.
C’est pour régler ce problème que Barrett et d’autres scientifiques essaient d’expliquer que pour réellement comprendre comment fonctionne le cerveau, il faudrait réviser les concepts sur lesquels est basée la discipline. Ces chercheurs essaient ainsi de trouver de nouvelles manières de répondre aux questions sur le cerveau. Une approche récemment mise au point a par exemple pu établir un lien entre la formation de la mémoire et la régulation métabolique.
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Un haut niveau de complexité
Grâce aux IRM et à toutes les nouvelles technologies, les neuroscientifiques ont pu examiner des cerveaux vivants. Ils ont cherché les bases physiques des facultés mentales. Il y a eu un grand progrès dans la compréhension des fondements neuronaux de la perception, de l’apprentissage, de la prise de décision, ou encore du contrôle moteur. Cependant, ils ont aussi découvert que ces catégories et les réseaux neuronaux qui les supportent ne fonctionnent pas comme prévu. Selon Barrett, non seulement l’architecture du cerveau ne respecte pas les imites entre les catégories mentales établies, mais le nombre de chevauchements est tel qu’un seul réseau cérébral a « plus de pseudonymes que Sherlock Holmes ».
D’après une étude récente, des chercheurs ont par exemple découvert que les deux tiers du cerveau étaient impliqués dans un simple mouvement des yeux. Aussi, la moitié du cerveau est activée pendant la respiration. Ce chevauchement des fonctions n’est pas limité aux centres neuraux de perception ou à d’autres fonctions cognitives. En effet, l’on pensait que le cervelet était presque exclusivement dédié au contrôle moteur, mais des scientifiques ont découvert que cette partie du cerveau est aussi très importante dans le processus d’attention, la régulation des émotions, le langage, mais aussi la prise de décision. Il y a également les ganglions de la base, généralement associés avec le contrôle moteur, qui seraient impliqués dans plusieurs processus cognitifs de haut niveau.
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D’où vient le problème ?
Selon les informations, certains de ces résultats déroutants pourraient être le fruit de problèmes de méthodologie. Par exemple, pour trouver quelles parties du cerveau traitent certaines fonctions, les neuroscientifiques recherchent typiquement une corrélation entre les processus cognitifs et les activités cérébrales mesurées à l’aide d’une IRM. Mais des études ont montré qu’il fallait faire attention aux petits mouvements musculaires sans importance qui pourraient contaminer les mesures.
Selon György Buzsảki, neuroscientifique à l’école de médecine du New York University, on peut penser que les résultats montrent des choses concernant la cognition de haut niveau, mais il peut ne s’agir que d’un mouvement des yeux du sujet. Toutefois, lui et d’autres neuroscientifiques pensent que les découvertes récentes mettent en lumière un problème conceptuel plus profond en neuroscience. D’après lui, nous divisons le cerveau en se basant sur nos idées préconçues, en pensant, parfois à tort, que ces idées préconçues ont des limites, et que ces mêmes limites existent au niveau de la fonction cérébrale.