Paul Sparks
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Une équipe de chercheurs a découvert un «moteur de la conscience» dans le cerveau - une région où, chez les singes au moins, même un petit coup de pouce les fera se réveiller de l'anesthésie.
La conscience est un mystère. Nous ne savons pas avec certitude pourquoi les créatures sont parfois éveillées et parfois endormies, ou quels mécanismes dans le cerveau sont les plus importants pour un état conscient. Dans ce nouvel article, cependant, les chercheurs ont trouvé des indices importants. En utilisant des électrodes dans le cerveau de macaques éveillés et endormis, ainsi que de macaques sous différentes formes d'anesthésie, l'équipe a trouvé deux voies clés dans le cerveau des singes pour la conscience. Les chercheurs ont également découvert une région cérébrale spécifique qui semble activer ces voies, comme un moteur, ils pourraient commencer à utiliser des câbles de démarrage hautement spécialisés. Cette région est connue sous le nom de thalamus latéral central.
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Mais cela ne veut pas dire qu'ils ont trouvé le siège de la conscience dans le cerveau.
"Il est peu probable que la conscience soit spécifique à un endroit du cerveau", a déclaré Michelle Redinbaugh, étudiante diplômée en psychologie à l'Université du Wisconsin-Madison et auteur principal de l'article, publié le 12 février dans la revue Neuron.
Des recherches antérieures ont déjà montré que rester conscient implique une activité répartie dans tout le cerveau, mais le travail de son équipe démontre que le thalamus latéral central joue probablement un rôle clé, a-t-elle déclaré..
Que signifie «conscience»
Il est important de comprendre que, dans le cadre de cette étude, la "conscience" se réfère plus ou moins à être éveillé.
«Le mot« conscience »a de nombreuses définitions», a déclaré Michael Graziano, un neuroscientifique de l'Université de Princeton qui n'a pas participé à l'étude. «Une façon de penser la conscience est d'un point de vue clinique de l'éveil, de l'excitation et de la réactivité aux stimuli. En ce sens, les personnes endormies ne sont pas conscientes, et les personnes dans le coma ne le sont pas non plus.
Et il n'est pas tout à fait clair pourquoi ou comment les gens basculent entre ces États. Cette étude représente un "travail élégant" sur ce sujet difficile, selon Sarah Heilbronner, neuroscientifique à l'Université du Minnesota, qui n'a pas non plus participé à la recherche..
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Ce travail se concentre sur une question étroite: qu'est-ce qui rend les gens conscients??
"Il y a, cependant, une conception différente de la conscience [qui est] beaucoup plus difficile à étudier: l'expérience subjective qui accompagne certains exemples de traitement de l'information dans le cerveau, la composante" ce que cela ressemble "de notre vie intérieure," Dit Graziano. "Des études comme celle-ci ne traitent pas de ce type de conscience."
Un déclencheur dans le cerveau
Heilbronner a déclaré que l'étude sur les singes faisait suite à une étude antérieure convaincante impliquant des humains.
En août 2007, des chercheurs du Weill Cornell Medical College de New York ont publié une étude révolutionnaire dans la revue Nature. Un de leurs patients avait passé des mois dans un hôpital dans un «état de conscience minimale» après une lésion cérébrale traumatique. L'homme n'était pour la plupart pas conscient de son environnement mais devenait parfois plus conscient et actif. Spéculant que son état pourrait impliquer une certaine «sous-activation» de réseaux importants dans son cerveau, ils ont implanté des électrodes qui ont stimulé son thalamus central - et ont signalé des améliorations significatives de son niveau de conscience..
Dans la nouvelle étude sur les singes, Redinbaugh et son équipe ont poussé les choses beaucoup plus loin.
À l'aide d'électrodes, les chercheurs ont envoyé de petites impulsions électriques dans différentes zones du cerveau des singes lorsqu'ils étaient endormis ou sous sédation en utilisant plusieurs types d'anesthésie. La plupart du temps, les singes restaient endormis. Mais l'envoi d'une impulsion à une fréquence spécifique au thalamus latéral central a réveillé les singes - même d'une anesthésie profonde - et leur a permis de découvrir le monde..
"Les preuves convergentes du sommeil et des multiples formes d'anesthésie sont particulièrement impressionnantes, car nous savons qu'elles ont différents mécanismes d'action", a déclaré Heilbronner..
En d'autres termes, vous ne vous endormez pas pour les mêmes raisons que vous perdez conscience sous anesthésie, et différentes formes d'anesthésie fonctionnent de différentes manières.
Mais différentes formes d'anesthésie et de sommeil "convergent apparemment sur ce circuit dans leurs effets sur la conscience", a déclaré Heilbronner..
Enregistrant à partir du cerveau des singes alors qu'ils allaient et venaient entre les états conscients et inconscients, les chercheurs ont réduit la conscience à deux ingrédients clés.
"La conscience a toujours coïncidé avec deux voies activées", a déclaré Redinbaugh .
L'un de ces circuits critiques transporte les informations sensorielles du thalamus au cortex cérébral, la région du cerveau qui fait de nombreuses formes de pensée complexe. Ce circuit et un autre chemin - celui qui "porte des commentaires sur les prédictions, les priorités d'attention et les objectifs dans le sens inverse" - devaient être actifs pour que la conscience fonctionne, a déclaré Redinbaugh.
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Le thalamus latéral central, ont conclu les chercheurs, joue probablement un rôle clé dans l'activation et le maintien de ces deux voies. Cela semble agir comme un déclencheur.
Cette recherche n'est pas utile uniquement d'un point de vue purement scientifique, a déclaré Redinbaugh. Comprendre exactement comment fonctionne la conscience pourrait aider à améliorer l'anesthésie et conduire à de nouveaux traitements pour les personnes atteintes de troubles de la conscience, comme l'homme de l'étude Weill Cornell Medical College.
Ce lien entre l'activité dans le thalamus et le cortex est particulièrement intéressant pour le traitement médical, a déclaré Heilbronner.
Par rapport au thalamus, "le cortex cérébral est également une cible plus attrayante [pour le traitement]", a-t-elle déclaré. C'est parce que les traitements non invasifs, tels que la stimulation magnétique transcrânienne, peuvent atteindre la surface du cortex, mais ils ne peuvent pas atteindre le thalamus, qui est enfoui profondément dans le cerveau, juste au-dessus du tronc cérébral. "Peut-être qu'en construisant un modèle de circuit comme celui-ci, nous pourrions avoir un impact non invasif sur les deux", a déclaré Heilbronner.
Malgré les possibilités, il y a des raisons de revérifier les résultats, a déclaré Laura Fernandez, neuroscientifique à l'Université de Lausanne en Suisse..
"C'est fait chez deux singes. Très peu d'échantillons", a déclaré Fernandez. Ce serait «bien d'essayer des rongeurs avec un échantillon plus élevé». Les chercheurs devraient également revérifier l'emplacement des électrodes placées dans le cerveau, pour s'assurer qu'elles activaient vraiment le thalamus latéral central et non les autres régions cérébrales voisines, a ajouté Fernandez..
Pourtant, a-t-elle souligné, les résultats cadrent parfaitement avec ceux d'une étude récente sur les rongeurs; cet article, publié en juin 2018 dans la revue https://vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, suggérait qu'il y avait un «commutateur» d'éveil quelque part dans le thalamus.
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