Brigitte Champetier de Ribes
Découverte
Dans les années 1980 et 1990, Giacomo Rizzolatti a travaillé avec Leonardo Fogassi et Vittorio Gallese à l’université de Parme, en Italie. Ces scientifiques avaient placé des électrodes sur le cortex frontal inférieur d’un macaque pour étudier les neurones spécialisés dans le contrôle des mouvements de la main : par exemple, saisir des objets ou les placer sur quelque chose. Au cours de chaque expérience, ils ont enregistré l’activité d’un seul neurone du cerveau du singe lorsqu’ils lui ont facilité la prise de morceaux de nourriture, afin que les chercheurs puissent mesurer la réponse du neurone à ces mouvements. C’est ainsi que, comme pour de nombreuses autres découvertes, les neurones miroirs ont été découverts par hasard.
Rizzolatti se souvient que « lorsque Fogassi, debout à côté d’une coupe de fruits, a ramassé une banane, nous avons observé que certains neurones du singe ont réagi. Mais comment cela aurait-il pu se produire si l’animal n’avait pas bougé ? Nous avons d’abord pensé qu’il s’agissait d’une erreur dans notre technique de mesure ou peut-être d’une défaillance de l’équipement, mais nous avons ensuite constaté que tout fonctionnait bien et que les réactions du neurone se produisaient chaque fois que nous répétions le mouvement », sous le regard du macaque.
Ces travaux ont été publiés à l’époque et ont depuis été confirmés, les neurones miroirs se trouvant dans les régions pariétales inférieures et frontales inférieures du cerveau. Récemment, des données issues de l’IRMf, de la SMT et de l’EEG, ainsi que du comportement, suggèrent fortement la présence de systèmes similaires chez l’homme, où l’on a identifié les régions du cerveau qui sont activées pendant l’action et l’observation. Il n’est pas surprenant que ces régions du cerveau correspondent étroitement aux emplacements trouvés chez le macaque.
Les neurones miroirs vous mettent à la place de l’autre
En 1996, l’équipe de Giacomo Rizzolatti, de l’université de Parme (Italie), étudiait le cerveau de singes lorsqu’elle a découvert un curieux groupe de neurones. Non seulement les cellules cérébrales s’activaient lorsque l’animal effectuait certains mouvements, mais elles étaient également activées par le simple fait de regarder les autres le faire.
On les appelait les neurones miroirs ou spéculaires. On a d’abord pensé qu’il s’agissait simplement d’un système d’imitation. Cependant, les nombreux articles qui ont été rédigés depuis leur découverte, dont le dernier a été publié dans Science Last week, indiquent que les implications vont bien au-delà du domaine de la neurophysiologie pure.
Le système des miroirs nous permet de faire nôtres les actions, les sensations et les émotions des autres. Son importance potentielle pour la science est telle que le spécialiste Vilayanur Ramachandran est allé jusqu’à dire : « La découverte des neurones miroirs fera pour la psychologie ce que l’ADN a fait pour la biologie ».
Rizzolatti s’est arrêté brièvement à Madrid pour participer au symposium The Substrate of the Knowledge Society : The Brain. Avancées récentes en neurosciences, organisé par l’Institut multidisciplinaire de l’Université Complutense et la Fondation Vodafone.
El País en a profité pour l’interviewer.
Question : Que pensez-vous du fait que les neurones miroirs sont comparés à l’ADN ?
Réponse. C’est un peu exagéré, mais Ramachandran a peut-être raison car le mécanisme du miroir explique de nombreuses choses qui n’étaient pas comprises auparavant.
Q. Qu’est-ce que cela explique ?
R. Par exemple, l’imitation. Comment pouvons-nous imiter ? Lorsque vous observez une action réalisée par une autre personne, elle est encodée en termes visuels, et vous devez la réaliser en termes moteurs. Auparavant, la manière dont les informations visuelles étaient transférées dans le mouvement n’était pas claire. Une autre question très importante est la compréhension. Non seulement vous comprenez une autre personne de manière superficielle, mais vous pouvez même comprendre ce qu’elle pense. Le système du miroir fait exactement cela, il vous met à la place de l’autre personne. La base de notre comportement social est la capacité à faire preuve d’empathie et à imaginer ce que l’autre personne pense.
Q. Pouvez-vous dire que les neurones miroirs sont le centre de l’empathie ?
R. Le message le plus important des neurones miroirs est qu’ils montrent que nous sommes des êtres véritablement sociaux. La société, la famille et la communauté sont vraiment des valeurs innées. Notre société essaie de le nier et c’est pourquoi les jeunes sont si malheureux, parce qu’ils n’ont pas de liens. Il en va de même pour l’imitation. En Occident, elle est très mal vue et pourtant elle est à la base de la culture. On dit : « N’imitez pas, il faut être original », mais c’est une erreur. D’abord, il faut imiter, puis on peut être original. Pour le comprendre, il suffit de regarder les grands peintres.
Q. L’une des découvertes les plus surprenantes concernant ce type de neurone est qu’il nous permet de saisir les intentions des autres.
Comment est-ce possible si l’on part du principe que l’intention de quelque chose est enfermée dans le cerveau de l’autre personne ?
R. Ces neurones sont activés même lorsque vous ne voyez pas l’action, lorsqu’il y a une représentation mentale. Leur mise à feu correspond à des idées. La partie la plus importante des neurones miroirs est qu’il s’agit d’un système résonnant. Les êtres humains sont conçus pour être en contact, pour réagir aux autres. Je pense que lorsque les gens disent qu’ils sont malheureux et qu’ils ne savent pas pourquoi, c’est parce qu’ils n’ont pas de contacts sociaux.
Q. Mais pour que le système des miroirs fonctionne, l’information qui reflète doit d’abord exister dans le cerveau, n’est-ce pas ?
R. Dans le ventre de la mère, nous apprenons le vocabulaire moteur de base, nous avons donc déjà cette connaissance, la connaissance de base, qui est purement motrice. Plus tard, lorsque nous voyons d’autres personnes, l’individu se situe intérieurement et comprend les autres. C’est la vision qui fournit le lien.
Q. Où vos recherches vont-elles aller à partir de maintenant ?
R. Nous voulons étudier la base neuronale de l’empathie émotionnelle chez les animaux. J’aimerais voir si les rats, comme les singes [chez qui plusieurs types de neurones miroirs ont déjà été identifiés], possèdent le système miroir, car dans ce cas, nous pourrions les utiliser pour la recherche médicale, les singes étant des animaux trop précieux pour faire ce genre de travail.
Q. Et chez les humains ?
R. Je suis convaincu que les troubles fondamentaux de l’autisme se situent au niveau du système moteur. Ces patients ont des difficultés à organiser leur propre système moteur et, par conséquent, le système des neurones miroirs ne se développe pas. De ce fait, ils ne comprennent pas les autres car ils ne peuvent pas relier leurs mouvements à ce qu’ils voient chez les autres et le résultat est qu’un simple geste est pour un autiste une menace.
Auteur : Angela Boto
Source : El Pais Futuro
Ramachandran a relié trois de ses thèmes majeurs : les neurones miroirs, les membres fantômes et la synesthésie. Lorsqu’un chimpanzé bouge sa main pour ramasser un fruit, des neurones spécifiques de la région motrice de son cerveau sont activés. Cela est connu depuis longtemps. Mais il y a quelques années, une découverte surprenante a été faite : ces mêmes neurones sont activés lorsque le chimpanzé observe un autre chimpanzé faire un tel mouvement. On les a appelés les neurones miroirs. Au-delà de l’apprentissage, il n’y a pas de consensus sur le fait qu’ils jouent un rôle très important chez les humains, mais pour Ramachandran, ils pourraient être la clé cellulaire de l’empathie, la capacité à se mettre à la place des autres, et de notre propension à imiter les comportements. C’est la base de la transmission de la culture.
Ramachandran a déclaré : « Ces neurones individuels ne savent pas si vous bougez votre bras ou si vous regardez quelqu’un d’autre ». Comment tester cette hypothèse ? Il l’a fait avec ses patients atteints de membres fantômes (personnes ayant subi une amputation mais qui « remarquent » encore le bras manquant). Ramachandran a observé que lorsque les amputés observent quelqu’un qui se gratte la main, leurs neurones miroirs sont activés et ils sentent immédiatement que quelque chose gratte leur membre manquant.
Les synesthètes ont des sens associés. Lorsqu’ils voient le chiffre 2 (par exemple), il peut physiquement leur apparaître rouge, et 5 vert. Un son leur donne un goût amer, et d’autres peuvent être ronds. M. Ramachandran a insisté sur le fait que nous avons tous un petit degré de synesthésie, et que cette association de propriétés abstraites est à la base de quelque chose d’aussi humain que la métaphore. Fondamental pour notre développement en tant qu’espèce.
Le cerveau connaît l’intention des actions d’autres personnes.
Les neurones dits « miroirs » ne se contentent pas d’imiter un comportement, mais intègrent également son intentionnalité.
Des neuroscientifiques californiens ont enfin vérifié ce qui n’était jusqu’à présent qu’une hypothèse : le cerveau humain perçoit non seulement les activités des autres, mais aussi l’intention qui les motive à les réaliser. Ils ont découvert que les zones du cerveau où se trouvent les neurones miroirs, qui sont activés pendant l’exécution et l’observation d’une action, ajoutent également des intentions aux actions présentées en contexte. Jusqu’à présent, on pensait que ces neurones étaient uniquement impliqués dans la reconnaissance des actions, et non dans leur interprétation.
Par Vanessa Marsh de Science Trends.
2005 | TENDANCES SCIENTIFIQUES
Une étude menée par des neuroscientifiques de l’Université de Californie aux États-Unis vient de démontrer que les « neurones miroirs » de notre cerveau sont capables non seulement de s’activer lorsqu’ils voient une action se dérouler, mais aussi de reconnaître l’intention de la personne qui effectue cette action.
Dans le cortex cérébral, il existe un groupe de neurones qui ont la capacité, inconnue jusqu’à récemment pour un neurone, de décharger des impulsions à la fois lorsque le sujet observe un autre faire un mouvement, et lorsque c’est le même sujet qui le fait.
Les neurones miroirs font partie d’un système de perception et d’exécution cérébrale qui active des régions spécifiques de notre cortex moteur lorsque nous voyons la main ou une autre partie du corps d’une autre personne bouger, comme si nous étions nous-mêmes en train de bouger, même si ce n’est pas le cas.
C’est grâce à ces neurones, entre autres, que se déroulent les processus d’identification indispensables aux parents et aux soignants pour transmettre leurs caractères aux enfants, tandis que les mouvements des nourrissons sont enregistrés par leurs soignants, au point de les ressentir comme les leurs.
Cependant, la découverte des neurones miroirs va au-delà du fait que le mouvement de l’autre, lorsqu’il est observé, génère un mouvement égal chez l’observateur. Les chercheurs qui travaillent sur le système de perception et d’exécution des « neurones miroirs » ont longtemps émis l’hypothèse que ce système intègre un circuit qui leur permet également d’attribuer et de comprendre les intentions des autres, ce que viennent de vérifier des neuroscientifiques californiens.
Miroir et interprétation
Selon la revue en ligne PloS Biology, l’équipe de recherche a découvert que les zones du cerveau pré-moteur où se trouvent les neurones miroirs, qui sont activés lors de l’exécution et de l’observation d’une action, ajoutent également des intentions aux actions si elles sont présentées en contexte. Jusqu’à présent, on pensait que ces neurones n’étaient impliqués que dans la reconnaissance des actions, et non dans leur interprétation.
En plus d’accroître les connaissances sur le fonctionnement du cerveau, cette découverte fournit des lignes directrices pour le développement de certains traitements basés sur l’imitation, des traitements qui seront applicables aux patients atteints d’autisme et de troubles similaires, et qui stimuleront la fonction des neurones miroirs, en les aidant à développer leur capacité à comprendre les intentions d’autres personnes, afin que les patients puissent éprouver de l’empathie pour leurs pensées et leurs sentiments.
Selon le chef de l’étude, le Dr Marco Iacoboni, professeur associé de psychiatrie et de sciences du comportement, dans un communiqué publié par l’Institut de neuropsychiatrie de l’UCLA, cette découverte démontre pour la première fois que les intentions dans les actions d’autrui peuvent être reconnues par un système moteur utilisant un mécanisme cérébral en miroir.
Imagerie par résonance magnétique
Pour l’expérience, 33 sujets ont été analysés avec un système d’IRM fonctionnelle, qui génère des images du cerveau par résonance magnétique. C’est l’une des technologies les plus avancées pour examiner la structure, les tissus et les fluides internes du corps humain, capable de produire des images nettes en deux ou trois dimensions. Ces images sont réalisées à l’aide d’un aimant puissant et d’ondes radio.
Ces 33 volontaires ont visionné en alternance trois types de stimuli dans de courtes vidéos : d’abord une main saisissant une tasse sans que ce mouvement ne soit encadré par un contexte ; puis uniquement le contexte : un service à thé avec nourriture et boisson servies ; et enfin les mouvements de boire ou d’essuyer dans le contexte réfléchi.
Il a été constaté que les actions effectuées en contexte, par rapport à celles effectuées hors contexte, augmentent le flux sanguin dans la partie postérieure du gyrus frontal inférieur du cerveau, connu pour être important dans l’exécution du contrôle, ainsi que dans les secteurs adjacents du cortex prémoteur ventral, où les actions de la main sont représentées. L’augmentation du flux sanguin est toujours un indicateur de l’activité neuronale.
Ce fait implique que les neurones miroirs sont activés à un plus haut degré lorsque les actions motrices que nous voyons ne sont pas isolées, mais encadrées dans un environnement qui a une certaine signification pour nous, ce qui implique une certaine capacité d’interprétation neuronale d’identification des intentions de la personne en face de nous.
Théorie de l’esprit
Cette découverte est à la base de ce que l’on appelle aujourd’hui la théorie de l’esprit, selon laquelle certaines intentions sont présumées dans le comportement d’autrui. Lorsque nous sommes témoins d’une activité ou d’une séquence d’activités réalisées par une personne ou un groupe de personnes, selon la théorie de l’esprit, nous avons généralement tendance à lui attribuer un sens. Nous avons tendance à expliquer les comportements des autres de manière à ce qu’ils soient cohérents pour nous et qu’ils donnent une certaine continuité au cours des actions des autres et au cours de nos propres pensées.
Ainsi, lorsqu’un sujet effectue des actions – simples ou complexes – ces actions sont accompagnées d’une saisie des intentions qui les animent. Une articulation est ainsi formée dans la psyché de telle sorte que l’action elle-même est associée à l’intention qui l’a mise en mouvement. Chaque intention est associée à des actions spécifiques qui lui donnent une expression, et chaque action évoque les intentions associées, selon cette théorie.
L’équipe californienne a découvert qu’une fois ce complexe associatif « action/intention » formé chez un sujet, lorsque l’autre personne effectue une action, les neurones miroirs déclenchent l’action équivalente dans le cerveau de l’observateur, tandis que ce dernier intègre également l’intention qui a conduit l’autre personne à effectuer une certaine action. De cette manière, l’autre attribue naturellement à l’observateur l’intention que l’action aurait eue s’il l’avait lui-même réalisée.
L’étude a été parrainée, entre autres, par la Brain Mapping Medical Research Organization, la Pierson-Lovelace Foundation, le National Center for Research Resources, la National Science Foundation et le National Institute of Mental Health.
