4. Les neurones miroirs et l'imagerie cérébrale

 

 Avant d'afficher votre ciélo. lire le résumé ici : Cerveaux, miroirs et langage 

Rizzolatti, G. (2006). Les systèmes de neurones miroirs. Paper delivered at the Paris Academy of Sciences, December, 12, 1371-1381.

Résumé : Une catégorie de stimuli d'une grande importance pour les primates, les humains en particulier, est celle formée par les actions effectuées par d'autres individus. Si nous voulons survivre, nous devons comprendre les actions des autres. De plus, sans compréhension de l'action, l'organisation sociale est impossible. Dans le cas des humains, il existe une autre faculté qui dépend de l’observation des actions des autres: l’apprentissage par imitation. Contrairement à la plupart des espèces, nous pouvons apprendre par imitation, et cette faculté est à la base de la culture humaine. Dans cet article, nous présentons des données sur un mécanisme neurophysiologique - le mécanisme neurone-miroir - qui semble jouer un rôle fondamental dans la compréhension de l'action et l'imitation. Nous décrivons d'abord les propriétés fonctionnelles des neurones miroirs chez le singe. Nous passons ensuite en revue les caractéristiques du système neurone miroir chez l'homme. Nous insistons en particulier sur les propriétés spécifiques du système neurone-miroir humain qui pourraient expliquer la capacité humaine d'apprendre par imitation. Nous concluons en discutant de la relation entre le système neurone miroir et le langage.

JACOB, Pierre. Neurones miroir, résonance et cognition sociale. Psychologie française, 2007, vol. 52, no 3, p. 299-314.

Fodor, J. (1999) "Why, why, does everyone go on so about the brain?" London Review of Books21(19) 68-69. 

Résumè : Une fois, j'ai fait une conférence sur les sciences cognitives dans un grand centre de recherche en imagerie cérébrale. Le projet principal était de donner aux sujets des tâches expérimentales et de prendre des photos de leur cerveau pendant qu'ils les faisaient. Comment les neuroscientifiques décident-ils pour quelles tâches expérimentales il serait intéressant de faire des cartes cérébrales? J'avais l'impression qu'ils ne s'en souciaient pas beaucoup. Leur idée était apparemment que les données expérimentales sont une bonne chose; et que les données expérimentales sur le moment et l'endroit où le cerveau s'allume sont une meilleure chose que la plupart. Un de mes hôtes m'a demandé: « Vous pensez que nous perdons notre temps, n'est-ce pas? » Je me pose des questions à ce sujet depuis.

Pourquoi, pourquoi, tout le monde parle-t-il ainsi du cerveau ? Chaque mardi, le New York Times fait sa rubrique sur la science, dont je suis accro. J'aime mieux les trucs astrophysiques sur les pulsars et les quasars et les trous noirs et l'âge et la distance de tout; il y a un arrière-goût agréablement vertigineux qui dure parfois jusqu'à la sortie de "Arts and Entertainment" le samedi. Mais je suis tout à fait prêt à me contenter des dernières nouvelles pour savoir si les oiseaux sont des dinosaures, ou quand l'Afrique a été rattachée au Brésil pour la dernière fois, ou quel type de cholestérol est bon pour vous après tout. C'est de l'eau à moudre pour le même moulin : comme c'est étrange comme le monde s'avère étrange.

Je suis, comme je le dis, accro, et je garde un œil attentif sur les tendances. Au cours des dernières années, j'ai remarqué une augmentation frappante des articles dont le thème commun est l'endroit où les choses se passent dans le cerveau. Il semble que les développements technologiques récents en «imagerie neurale» aient permis de mesurer la quantité d'activité qui se déroule dans une région cérébrale donnée pendant qu'un sujet est engagé dans une tâche expérimentale. Et, bien que ce ne soit peut-être pas obligatoire, il est assez naturel de déduire d'une corrélation fiable entre un processus mental et un lieu d'activité neuronale que ce dernier est le site du premier. S'il y a un endroit dans le cerveau où vous trouvez beaucoup de neurones qui se déclenchent quand et seulement quand celui qui possède le cerveau pense à des théières, il est au moins plausible, toutes choses étant égales par ailleurs, que vous ayez trouvé où dans ce cerveau son penser aux théières arrive. De même, si certains neurones se déclenchent à certaines fréquences juste au moment où un homme est conscient, on pourrait en déduire que c'est là que sa conscience traîne. D'autant plus si la corrélation est valable entre les sujets.

Certes, les données ne sont généralement pas aussi claires que vous pourriez le supposer à partir d'exemples inventés, et les inférences qu'elles sont censées suggérer ne sont en aucun cas apodictiques. Mais je ne contesterai rien de tout cela. J'admets, pour les besoins de l'argumentation, que la conscience est corrélée avec certains neurones s'activant à des cycles de 40 Hz ; et que certaines parties du cerveau s'allument lorsque nous entendons des noms, mais pas lorsque nous entendons des verbes ; et qu'il y a des morceaux (différents) qui s'allument quand nous voyons une chose, ou formons son image mentale, mais pas quand nous entendons une chose ou la décrivons à nous-mêmes. Il semble qu'il y ait même un endroit dans le cerveau qui s'allume juste au moment où nous entendons un mot qui représente un légume ; "laitue" l'excite, mais pas le "rosbif". Ainsi soit-il.

Il convient d'insister sur le fait qu'il y a beaucoup de choses autres que la recherche de loci fonctionnels que les spécialistes du cerveau font pour gagner leur vie ; et qu'ils utilisent de nombreuses techniques expérimentales autres que l'imagerie neurale pour les faire. Mais c'est la localisation fonctionnelle par imagerie neurale pour laquelle le Times est particulièrement enthousiaste ; et je suppose que comme le dit le Times, les subventions aussi. Il aime particulièrement ces cartes polychromes qui montrent un endroit du cerveau qui est rouge quand on pense à une chose et vert quand on pense à autre chose. (Ce qui est décevant, je suppose que ce n'est pas que le cerveau vire au rouge ou au vert selon ce à quoi vous pensez ; les couleurs sont générées par ordinateur pour résumer les niveaux d'activité neuronale découverts par les expériences.) Eh bien, pour en venir au fait, je me demande pourquoi le Times s'en soucie. Je me demande pourquoi quelqu'un s'en soucie.

Je suis assez vieux pour ne pas m'étonner quand les gens s'intéressent à des choses qui ne me semblent pas intéressantes : le golf, la musique d'Andrew Lloyd Webber et les adultères de politiciens en sont trois exemples parmi une pléthore. Étant donné que, dans la plupart de ces cas, nous ne sommes pas en concurrence pour les ressources, cela ne me dérange pas du tout. Mais la science est différente. La science coûte cher, et elle est largement financée par l'État, et il n'y a jamais assez d'argent pour faire toutes les recherches qui pourraient en valoir la peine. En particulier, l'imagerie cérébrale est coûteuse par rapport à d'autres moyens d'essayer de découvrir l'esprit. Si vous mettez votre argent (c'est-à-dire notre argent) dans la technologie élaborée nécessaire pour établir les localisations neurales des fonctions mentales par des techniques d'imagerie, vous le retirez presque certainement d'autres types de recherche psychologique. De même en ce qui concerne le temps et l'argent nécessaires pour former les gens à faire de la science; les étudiants diplômés sont eux aussi une ressource limitée. Je suis donc de plus en plus inquiet quand je découvre qu'un autre mardi est arrivé, et que le Times s'intéresse toujours à la localisation neuronale des fonctions mentales et je n'arrive toujours pas à comprendre pourquoi. Il me vient à l'esprit que nous sommes peut-être fortement investis dans la recherche de réponses dont nous ne connaissons pas les questions correspondantes. Peut-être que la disponibilité de la nouvelle technologie dirige la science plutôt que l'inverse. Ce ne serait pas la première fois. Une technologie de recherche a tendance à développer sa propre clientèle, surtout si elle est à forte intensité de capital. Regardez le programme spatial et désespérez.

Mais je suis un philosophe, pas un neuroscientifique, alors peut-être que j'ai mal compris le point. D'où ma présente tentative pour comprendre quel pourrait être le point que j'ai gravement manqué. Je vais vous donner quelques suggestions, pas toutes frivoles, que j'ai entendues sur la raison pour laquelle c'est une bonne chose que la science consacre autant de temps, d'argent et de puissance informatique à la recherche sur la localisation du cerveau. Je vais aussi vous dire pourquoi aucune de ces suggestions ne m'émeut beaucoup. Peut-être, si j'ai effectivement tout faux, quelqu'un me corrigera par retour de courrier.

Je veux, pour commencer, faire la distinction entre la question de savoir si les fonctions mentales sont localisées de manière neurale dans le cerveau, et la question de savoir où elles sont localisées de manière neurale dans le cerveau. Bien que j'aie du mal à me soucier du second, le premier est clairement lié à des problèmes profonds concernant le fonctionnement de l'esprit; ceux dont même nous, philosophes, avons entendu parler.

Par exemple : il y a eu, pendant des siècles, un débat entre les gens qui pensent que chacun des différents types de processus mentaux est plus ou moins sui generis, et les gens qui pensent qu'ils sont très semblables, tous constitués par le mêmes éléments bien que disposés différemment. Avec des anomalies occasionnelles, l'argument entre esprits homogènes et esprits hétérogènes s'aligne sur l'argument entre empiristes et rationalistes ; et, loin de s'installer, il ne cesse de surgir dans des endroits inattendus. Pensez-vous qu'une éducation classique discipline l'esprit pour toutes les poursuites qu'il entreprendra plus tard ? Si oui, vous devriez penser que l'apprentissage du latin donne lieu à des capacités intellectuelles qui sont plus ou moins également en jeu pour concevoir une politique étrangère, ou concevoir un pont, ou gagner de l'argent sur le marché. De même, si vous pensez qu'il existe une chose telle que l'intelligence "générale" - ce que les tests de QI sont censés mesurer - alors vous devriez également penser que la conception de ponts et la conception de politiques étrangères manifestent à peu près le même type d'intelligence, bien qu'appliquées à des tâches différentes. Les personnes qui sont bonnes dans l'un devraient alors être, potentiellement, également bonnes dans l'autre. Ainsi Veblen soutenait, peut-être naïvement, que la société devait être dirigée par des ingénieurs ; et Platon soutenait, peut-être encore plus naïvement, qu'il devait être dirigé par des philosophes.

Tandis que si vous êtes du côté rationaliste de ce débat, vous ne serez pas surpris de voir cohabiter toute sorte de sophistication intellectuelle avec toute sorte de naïveté, et serez peu enclin à faire confiance aux obiter dicta des experts.

Je ne sais pas qui a raison à propos de tout cela, mais il est facile de voir que le fait que les fonctions mentales soient localisées sur le plan neuronal est susceptible d'être pertinent. Si le cerveau effectue différentes tâches à différents endroits, cela suggère plutôt qu'il peut les effectuer de différentes manières. Alors que si quelque chose que le cerveau peut faire, il peut le faire à peu près n'importe où, cela suggère plutôt que différents types de pensée peuvent recruter des mécanismes neuronaux assez similaires. Ainsi, les empiristes, puisqu'ils soutiennent généralement que tous les processus mentaux se réduisent à des schémas d'associations, voudraient que le cerveau soit « équipotentiel », tandis que les rationalistes, puisqu'ils pensent qu'il pourrait y avoir autant de types différents de pensée qu'il y a de différents types de choses. penser, préféreraient généralement que le cerveau soit organisé selon des principes géographiques. Sans surprise, les rationalistes pensaient que la phrénologie pouvait avoir quelque chose, mais les empiristes s'en moquaient. (Les empiristes ont gagné cette bataille, bien sûr, mais je suppose qu'ils perdront la guerre.)

En tout cas, je vois très bien pourquoi quiconque se soucie du fonctionnement de l'esprit pourrait raisonnablement se soucier de l'argument entre l'empirisme et le rationalisme ; et pourquoi quiconque se soucie de l'argument entre l'empirisme et le rationalisme pourrait raisonnablement se soucier de savoir si différentes zones du cerveau diffèrent dans les fonctions mentales qu'elles remplissent. De même pour quiconque se soucie de la part de la structure de l'esprit qui est innée (quoi que cela signifie exactement). Si vous pensez qu'il y en a beaucoup, vous vous attendez probablement à beaucoup de localisation de la fonction, non seulement dans le cerveau de l'adulte mais aussi dans celui du nourrisson. Alors que, si vous pensez qu'une grande partie de la structure mentale vient de l'expérience (quoi que cela signifie exactement), vous vous attendez probablement à ce que le cerveau du nourrisson soit principalement équipotentiel, même si le cerveau de l'adulte s'avère ne pas l'être. Les rationalistes sont généralement des nativistes et des préformationnistes ; les empiristes ne sont généralement ni l'un ni l'autre.

Mais étant donné qu'il est important pour les deux parties de savoir si, dans l'ensemble, les fonctions mentales ont des emplacements caractéristiques dans le cerveau, pourquoi cela devrait-il importer de part et d'autre où se trouvent ces emplacements ? Il est profondément intéressant qu'il y ait apparemment des parties propriétaires du cerveau en charge de l'un ou l'autre aspect des capacités linguistiques d'une personne. Et, sans aucun doute, si vous êtes chirurgien, vous voudrez peut-être savoir lesquels, car vous voudrez éviter de les couper. Mais alors que, historiquement, les études sur la localisation des fonctions cérébrales ont souvent été motivées par des raisons cliniques, je considère qu'il est actuellement admis qu'elles ont une importance scientifique importante au-delà de leurs implications pour la pratique médicale. Très bien, alors : quelle est la question sur la relation esprit-cerveau en général, ou sur le langage en particulier, qui tourne autour de la localisation des capacités linguistiques du cerveau ? Et si, comme je le soupçonne, aucun ne le fait, pourquoi dépensons-nous tant de temps et d'argent à essayer de les trouver ?

Après tout, il ne fait aucun doute que parler (ou faire du vélo ou construire un pont) dépend de choses qui se passent quelque part dans le cerveau. Si l'esprit se produit dans l'espace, cela se produit quelque part au nord du cou. Qu'est-ce qui allume exactement le fait de savoir à quelle distance au nord ? Il appartient à comprendre le fonctionnement du moteur de votre auto que le fonctionnement de son carburateur est d'aérer l'essence ; cela fait partie de l'histoire sur la façon dont les pièces du moteur contribuent à son bon fonctionnement. Mais pourquoi (à moins que vous ne songiez à le faire retirer) est-il important de savoir où se trouve le carburateur dans le moteur ? Quelle partie du fonctionnement de votre moteur n'avez-vous pas compris si vous ne le savez pas ? 

Peut-être que le Tuesday Times est vraiment une sorte de dualiste caché. Il y a une drôle de fable didactique de Bernard Shaw intitulée, je pense, La petite fille noire à la recherche de Dieu, dans laquelle l'héroïne éponyme erre dans ce qui était alors le paysage intellectuel, à la recherche de la sagesse qui pourrait être offerte. Elle rencontre Pavlov, qui lui explique pourquoi il est en train de percer, assez horriblement, des trous dans la gueule des chiens : c'est pour montrer qu'attendre de la nourriture les fait saliver. "Mais nous le savions déjà", dit-elle, quelque peu perplexe. "Maintenant, nous le savons scientifiquement", répond Pavlov. Il se peut qu'une telle pensée motive également l'intérêt actuel pour la localisation cérébrale. Certes, nous avons toujours su qu'il y avait une différence entre les noms et les verbes, ou entre penser à des théières et faire une sieste, nous ne le savions pas vraiment jusqu'à ce que quelqu'un les trouve à différents endroits du cerveau. Maintenant que quelqu'un l'a fait, nous le savons scientifiquement. 

Pour exprimer le même point dans l'autre sens : et si, en fin de compte, personne ne trouvait jamais une région du cerveau spécifique à la réflexion sur les théières ou à la sieste ? Serait-ce sérieusement une raison de douter de l'existence de tels états mentaux ? Ou qu'il s'agit d'états mentaux de différentes sortes ? Ou que le cerveau doit être en quelque sorte essentiellement impliqué dans les deux ? Autant que je sache, il est raisonnable de soutenir que les études sur le cerveau sont méthodologiquement privilégiées par rapport aux autres moyens de découvrir l'esprit uniquement si vous êtes également prêt à soutenir que les faits sur le cerveau sont métaphysiquement privilégiés par rapport aux faits sur l'esprit. dérange; et vous ne pouvez soutenir cela que si vous pensez que le cerveau et l'esprit sont essentiellement des choses différentes. Mais j'avais supposé que la métaphysique dualiste n'était plus à la mode, surtout dans la communauté des sciences du cerveau. Les scientifiques du cerveau sont censés être des matérialistes, et les matérialistes sont censés ne pas douter que des états mentaux distincts ont ipso facto des contreparties neuronales différentes. Cela étant, pourquoi importe-t-il où se trouvent leurs différents homologues dans le cerveau ? 

Certes, la sérendipité est pleine de surprises et il y a toujours la possibilité que quelque chose se produise. Il pourrait s'avérer, par exemple, que les locus neuronaux de types similaires de processus mentaux sont spatialement proches de manière assez fiable (comme, en effet, les phrénologues le supposent généralement). Si tel était le cas, alors de bonnes cartes cérébrales pourraient utilement contraindre nos hypothèses sur la taxonomie psychologique : si penser à des théières se trouvait côte à côte dans le cerveau avec faire des siestes, peut-être réviserions-nous alors notre intuition selon laquelle les deux n'ont vraiment pas grand-chose en commun. Mais la question est académique dans un sens odieux puisqu'en fait il n'y a aucune bonne raison de penser que la similarité des fonctions psychologiques prédit généralement la similarité des localisations cérébrales ou vice versa. Et la sérendipité est un roseau frêle ; si le mieux que vous puissiez dire pour votre stratégie de recherche est "vous ne pouvez jamais le dire, cela pourrait se dérouler", vous devriez probablement revoir votre stratégie de recherche. 

Une fois, j'ai donné une conférence (parfaitement horrible) sur les sciences cognitives dans un grand centre de recherche en imagerie cérébrale. Le projet principal là-bas, pour autant que je sache, était de fournir aux sujets certaines ou d'autres tâches expérimentales à faire et de prendre des photos de leur cerveau pendant qu'ils les faisaient. La conférence a été suivie de l'habituel dîner légèrement arrosé, au cours duquel les inhibitions professionnelles se sont un peu relâchées. Je n'arrêtais pas de demander, aussi poliment que possible, comment les neuroscientifiques décidaient pour quelles tâches expérimentales il serait intéressant de faire des cartes cérébrales. J'ai toujours eu l'impression qu'ils ne s'en souciaient pas beaucoup. Leur idée était apparemment que les données expérimentales sont, ipso facto, une bonne chose ; et que les données expérimentales sur le moment et l'endroit où le cerveau s'allume sont, ipso facto, une meilleure chose que la plupart. Je suppose que j'ai dû être peu subtil en appuyant sur ma question car, à une pause dans la conversation, l'un de mes hôtes s'est tourné vers moi. « Vous pensez que nous perdons notre temps, n'est-ce pas ? demanda-t-il. J'avoue que je ne savais pas trop quoi dire. Je me pose la question depuis.

  

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