Vision, perception et lien vision/audition

Ce que nous percevons n’est qu’une construction de notre cerveau, voilà une phrase qui devient pour moi un véritable leitmotiv (encore plus depuis que j’ai assisté aux pertes visuelles que génère l’examen du Maddox Postural). Mais, ce qui me fait plaisir, c’est de voir que je ne suis pas la seule à le dire. Dans son livre « Parlez-vous cerveau », le neurologue Lionel Naccache utilise la même expression et nous explique comment le cerveau construit notre perception.

Extrait de son livre :

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4parlez-vous cerveau

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« La perception est une construction

« Les sciences du cerveau nous ont enseigné que la perception est une action ! Il ne s’agit pas d’un slogan politiquement correct visant à nous remonter le moral lorsque nous nous sentons trop passifs […] mais des résultats spectaculaires des neurosciences de la perceptions.
Un exemple simple ?
Ouvrez bien grand les yeux et fixez droit devant vous. Que voyez-vous ? rassurez-vous, je ne dispose pas de webcams qui vous espionnent, mais je ne pense pas prendre trop de risques en affirmant que l’image que vous percevez est colorée. Oui, et alors ?
Alors, cela ne va pas de soi !
Les cellules qui tapissent la rétine transforment la lumière en impulsions nerveuses. Mais voilà, il y a un hic. Nos rétines contiennent deux types de cellules. Les premières, situées au centre, sont sensibles aux couleurs, tandis que les secondes ne voient le monde qu’en noir et blanc. Si le cerveau ne faisait que recevoir passivement les informations transmises par nos rétines, nous devrions percevoir le monde en couleurs autour du point que nous fixons, alors que tout le reste devrait apparaître noir et blanc. Quelle implacable conclusion en déduisez-vous ?
Notre cerveau colore les informations lumineuses qui lui arrivent en noir et blanc ! Élémentaire mon cher Watson …
Mais ce n’est pas tout, notre perception est le fruit de nombreuses autres actions.
[...]
Sur le côté de chacune de nos rétines, il y a un trou par lequel passent les vaisseaux et le nerf optique en partance pour le cerveau. Nous devrions donc percevoir le monde visuel avec deux « taches aveugles » sur les côtés.
Quelle conclusion en tirons-nous, toujours en raisonnant par l’absurde ?
Si ces tâches aveugles n’empiètent sur aucune de nos perceptions, c’est bien parce que notre cerveau remplit ce « trou » de la rétine par des inventions visuelles de son cru. Ce phénomène de remplissage a été découvert par l’abbé naturaliste Edmé Mariotte dès le XVII e siècle. Notre cerveau invente ici ce qu’il ne voit pas du monde, selon ce qu’il suppose qu’il devrait être !
A un niveau plus abstrait encore, notre cerveau construit notre perception comme le client d’un restaurant compose son assiette dans un buffet : il ne retient qu’une partie infime de ce qui est face à lui, ce qui nous intéresse, ce que nous cherchons, ce qui fait sens pour nous.
Coloriage, effaçage, stabilisation, remplissage, sélection, etc. : la palette d’actions réalisées par notre cerveau pendant la perception est très vaste. N’ayant pas conscience de ces coulisses de la perceptions, nous pensons à tort, que la perception est passive. En réalité, la perception est une construction permanente de notre cerveau.

Mais, c’est aussi ce que nous explique Bruce Benaram, de la chaîne Youtube de vulgarisation scientifique : e-penser, dans deux épisodes consacrés à la vision. Dans le premier, il nous décrit le fonctionnement de l’œil et dans le deuxième (que je vous recommande vivement), il nous explique comment le cerveau traite l’information visuelle pour construire notre perception :

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Image de prévisualisation YouTube

Image de prévisualisation YouTube

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Cerise sur le gâteau, il nous parle du colliculus supérieur, cette petit partie du cerveau dont je vous ai déjà entretenu à plusieurs reprises. Il nous explique que c’est vers le colliculus supérieur que se dirigent 10% des fibres optiques issues de l’œil. Son rôle majeur est de diriger notre regard et notre attention vers les objets d’intérêt. Cette petite structure « court-circuite » le cortex visuel (où est traité l’information visuelle consciente), elle permet un traitement immédiat et inconscient de l’information visuelle, c’est là que se jouent les mouvements oculaires les plus rapides (les saccades). Et nous apprenons dans que le colliculus Inférieur agit de la même façon au niveau de l’audition et que les deux colliculi inférieurs et supérieurs interagissent et échangent en permanence des informations.

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colliculi supérieurs et inférieurs

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C’est exactement ce que nous pouvons lire de le livre « Oeil et bouche », des Dr Quercia et Marino :

La voie rétino-tectale correspond à 10 des fibres optiques. Son importance est primordiale dans la coordination des mouvements de la tête et des yeux, et dans la stabilisation de l’image rétinienne.[...] elle se termine dans la une région nommée colliculus supérieur (CS) ches les mammifères.

[...]

Associés aux colliculi inférieurs qui font partie de la voie auditive, ces noyaux de petite taille (6 mn) intègrent les informations visuelles et auditives avec les informations somato-sensorielles liées aux mouvements de la tête et du corps dans le but d’orienter le regard vers les centres d’intérêt qui nous entourent.

[...]

Il est à noter que le CS représente une structure sensorimotrice, dont le rôle est central dans le déclenchement et l’orientation des saccades oculaires vers un sujet digne d’intérêt. Il y existe des connections quasi-directes entre informations sensorielles et motrices. On y trouve aussi des neurones mixtes visuo-moteurs, mais aussi des neurones pluri sensoriels (capables de décharger pour des stimuli visuels, auditifs, tactiles et proprioceptifs). Il s’agit donc d’une structure cérébrale dans laquelle les liens sensorimoteurs sont très étroits, rapides et reposent sur une perception multi-sensorielle inconsciente.



Cerveau et mouvement

 

 

 

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Mise en page 1

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Voilà un livre qui me semble très intéressant et dont j’ai commencé la lecture. Il est écrit par Lucy Vincent, une neurobiologiste. Une fois de plus, on y découvre le lien étroit qui unit le cerveau aux muscles et au mouvements. Et qui dit muscles, dit proprioception !

 

Voici deux petits extraits très intéressants :

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En explorant la littérature scientifique, j’ai découvert qu’une révolution scientifique était en cours concernant la science du mouvement. Une révolution lourde de conséquences, que j’ai eu envie de partager avec vous. D’où ce  livre. […] Nul doute que, fortes de ce savoir, nos méthodes d’apprentissage vont être radicalement transformées dans les années qui viennent. Seront concernés les touts-petits, les moins petits et même les plus agés […]Toutes les découvertes exposées dans ce livre datent d’il y a moins de vingt ans, il va sans doute falloir encore vingt ans pour les intégrer dans nos pratiques à l’école, dans les crèches, dans les centres sportifs, les centres de soins. […]

 

« Le mouvement crée le cerveau

Premier point qui mérite réflexion : seuls les êtres vivants qui bougent sont dotés d’un système nerveux central. Si le cerveau a été « inventé » par l’évolution, c’est d’abord pour gérer les mouvements du corps et la coordination des organes.[…]

Chez l’être humain, on sait que la mise en place du cerveau se fait sous l’influence des contractions musculaires spontanées chez le fœtus. Ces micro-mouvements stimulent la mise en place des réseaux nerveux qui commencent à s’activer, envoyant en retour des stimuli aux muscles pour affiner progressivement le contrôle moteur. Les connexions dans le cerveau ou entre le cerveau et le corps sont liées à l’activité des muscles qui, dès leur apparition, commencent à effectuer des mouvements sans utilité apparente, mais qui en réalité , fournissent les stimuli électriques permettant d’organiser les systèmes sensori-moteurs cérébraux. Les neurones ainsi mis en place stimulent à leur tour les muscles qui les ont formés. Ces allers-retours de stimuli-réponses consolident les circuits qui produisent les mouvements typiques qu’on peut voir chez le fœtus et le nouveau-né. Le mouvement et le cerveau sont si étroitement liés qu’il est même possible de diagnostiquer des lésions cérébrales simplement en observant les mouvements de nouveaux-nés ou leur posture au repos.[...]

Le développement de notre cerveau dépend donc des nombreuses expérimentations que font tout naturellement les enfants libres de leurs mouvements : tout goûter, tout éprouver, tout toucher … Toutes les bêtises sont en fait des graines d’intelligence ! Ce sont ces comportements qui leur permettent d’incorporer dans leur cerveau les propriétés du monde pour mieux s’orienter, se nourrir, se chauffer, se protéger et, plus tard, se reproduire. […]

Maintenant, est-ce que les effets du mouvements sur le cerveau se limitent à la construction des circuits qui gèrent a motricité ? Cette question est au cœur d’un domaine de recherche qu’on appelle embodiment et qui vise à comprendre comment les parties du corps en dehors du cerveau contribuent aux processus cognitifs et aux émotions. […]

Nous allons voir que l’intérêt de l’activité physique pour le cerveau ne tient pas uniquement aux bouffées d’endorphines qu’elle procure ou à la meilleurs oxygénation qu’elle entraîne ; en fait, bouger son corps rend aussi plus intelligent !« 




Archives pour la catégorie Neurosciences

Découverte d’une nouvelle structure cérébrale dans le cerveau humain

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J’ai trouvé très intéressant cet article qui relate la découverte, par le neuroscientifique George Paxinos et son équipe du Neuroscience Research Australia (NeuRA), d’une nouvelle structure cérébrale baptisée « noyau endorestiforme », qui semble être une spécificité du cerveau humain. Cerise sur le gâteau, cette zone est impliquée dans la réception d’informations sensorielles et motrices de notre corps afin d’affiner notre posture, notre équilibre et nos mouvements. De là à en conclure qu’elle est impliquée dans la proprioception (ou le système somesthésique), il n’y a pour moi qu’un pas…

Extraits :

« Le neuroscientifique George Paxinos et son équipe du Neuroscience Research Australia (NeuRA), ont baptisé leur découverte « noyau endorestiforme » 
[...]
 Cette zone est impliquée dans la réception d’informations sensorielles et motrices de notre corps afin d’affiner notre posture, notre équilibre et nos mouvements.
 [...]
L’emplacement de cet élément cérébral insaisissable laisse penser à Paxinos qu’il pourrait être impliqué dans le contrôle de la motricité fine — ce qui est également confirmé par le fait que cette structure n’a pas encore été identifiée chez d’autres animaux, y compris les ouistitis ou les singes rhésus.
 [...]
 Les humains ont un cerveau au moins deux fois plus gros que les chimpanzés (1300 grammes contre 600 grammes), et un pourcentage plus important des voies neuronales cérébrales qui signalent le mouvement établissent un contact direct avec les motoneurones — 20% par rapport à 5% chez les autres primates.
[...]
Ainsi, le noyau endorestiforme est peut-être une autre caractéristique unique de notre système nerveux, bien qu’il soit encore trop tôt pour le dire.
L’article dans son intégralité, sur le site « Trust my science » :
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Ainsi donc, les structures du cerveau humain liées à la motricité de notre corps participeraient à la spécificité du cerveau humain ?

Crédits : NeuRa

La danse contre le déclin cognitif

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La danse est une activité qui fait hautement intervenir la proprioception, au point qu‘ elle modèle le cerveau. Alors, j’ai trouvé intéressant cet article de Sciences et Avenir qui montre le lien entre danse et cognition.

En voici deux extraits

On le sait hélas, en vieillissant le cerveau s’altère lentement. Notamment certaines structures comme l’hippocampe, impliqué dans la mémorisation et la navigation spatiale perdent de la matière grise (neurones). Les études en imagerie cérébrale sont implacables : le volume hippocampique se réduit de 2 à 3% par décennie, puis de 1% par an à partir de 70 ans…

Mais, bonne nouvelle, c’est précisément dans cette zone que l’on a découvert la production de nouveaux neurones (neurogenèse), tout au long de la vie. Et l’on sait désormais comment favoriser ce phénomène. Une des méthodes est l’exercice physique.

« De nombreuses études ont montré que l’activité physique stimule la formation de nouveaux neurones, explique ainsi le Pierre-Marie Lledo, professeur de l’Institut Pasteur, le spécialiste français de la neurogenèse. En se contractant, les muscles libèrent notamment des protéines (myokines). Via la circulation sanguine, celles-ci vont activer la libération dans le cerveau de facteurs nutritifs (trophiques) comme le BDNF (brain-derived neurotrophic factor) qui stimule la prolifération de bébés neurones et augmente leur survie.« 

Et si une autre forme de sport était aussi bénéfique ? C’est la question que l’université de Madebourg s’est posée. L’équipe de Notger Müller a ainsi entrepris de comparer les effets de la danse (qui fait intervenir en plus de l’exercice physique des aspects multisensoriels) à ceux du sport aérobique, sur la structure du cerveau.

[...]

Ceci indique que, mis à part l’entrainement physique, les autres facteurs inhérents à la danse contribuent aux changements de volume de l’hippocampe aussi, assurent les auteurs, qui concluent : par conséquent, la danse constitue un candidat prometteur pour contrer le déclin lié à l’âge des capacités physiques et mentales.

L’article dans son intégralité : La danse augmente le volume de l’hyppocampe

Alors, y aurait-il un lien entre proprioception et capacités mentale ? ;)

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Note : Photo by ketan rajput on Unsplash

Les illusions d’optique, un bon moyen de comprendre le fonctionnement du cerveau

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La réalité de ce que nous percevons est sans cesse reconstruite par notre cerveau, comme le souligne le Pr Alain Berthoz, professeur au collège de France :

Le cerveau de l’homme, comme le cerveau des animaux, ne perçoit le monde qu’à travers ses grilles d’interprétation, ses capacités. C’est-à-dire que le monde tel que nous le percevons [...], est un monde dans lequel nous sélectionnons les informations en fonction de nos a priori, etc.

La perception est décision puisque percevoir c’est à tout moment choisir dans les sens ce que l’on veut voir. On ne peut percevoir que ce qu’on veut voir. (…) le cerveau au fond est une machine qui décide en fonction du passé, de la mémoire, de l’intention.

Les illusions d’optique illustrent très bien cette « re »-construction de la réalité. Je vous propose donc deux extraits d’ un article consacré à ce sujet :

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Contrairement à ce que l’on pourrait croire, les illusions d’optique occupent une place importante dans la recherche en neurosciences.

D’après Noelle Stiles, une chercheuse post-doctorale spécialisée en biologie et en génie biologique, ces dernières permettent en effet de mieux comprendre les différents processus animant le cerveau et la manière dont il interprète les signaux transmis par les sens.

L’auteure insiste notamment sur le fait que le cerveau ne se contente pas d’analyser froidement les informations délivrées. Il est également programmé pour extrapoler et pour donner du sens à son environnement.[...]

Or justement, les illusions sont un bon moyen de comprendre la manière dont raisonne notre cerveau et de mettre exergue les raccourcis qu’il lui arrive parfois d’emprunter. C’est précisément le cas de l’illusion élaborée par les équipes de Caltech.

Un voyage dans le temps bref, rapide et sans douleur

Le cerveau est alors un peu perdu et il suppose donc qu’il existe un troisième flash situé entre les deux autres. Bien sûr, la vitesse joue aussi un rôle très important dans l’expérience. Les signaux sonores sont en effet déclenchés toutes les 58 ms. D’après les recherches menées, ce flash illusoire est provoqué par le fait que le cerveau utilise un traitement « postdictif ». Le cerveau n’étant pas en mesure d’interpréter correctement les informations transmises, il cherche une explication après avoir perçu les signaux lumineux et sonores. Ce qui le pousse bien entendu à prendre quelques raccourcis.

Mais alors, pourquoi le cerveau répète-t-il exactement la même erreur dans la seconde séquence ? Cette fois, il n’y a pas de signaux sonores, mais le contexte reste inchangé. L’étude suppose donc que le cerveau effectue un bref retour dans le passé pour analyser la scène et tenter de déterminer le nombre de flashs apparents. Comme il en avait faussement perçu trois lors de la première phase, il pense en voir trois durant la seconde. La dernière phase le conforterait d’ailleurs dans cette analyse.

Pour voir cette illusion et lire l’article dans son intégralité, suivre le lien :

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Les illusions d’optique, un bon moyen de comprendre le fonctionnement du cerveau

Un autre regard sur la dyslexie

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J’avais depuis longtemps dans mes « cartons » cette vidéo très intéressante, mais je n’avais jamais pris le temps d’écrire un article sur mon blog. Elle se regarde avec d’autant plus d’intérêt, quand on sait que la « centrale » qui contrôle la direction des saccades oculaires, en fonction de l’espace environnant, est une petite structure du cerveau nommée colliculus supérieur, qui reçoit les données de la proprioception des muscles oculomoteurs (et oui, pour coordonner ses yeux et diriger correctement son regard, il faut que le cerveau sache où est l’œil dans son orbite … ;) ).

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Zoï Kapoula, directrice de recherche au CNRS, est accueillie dans un Collège Lycée pour faire des tests montrant le rapport entre motricité, vision et dyslexie. Un casque spécial a été mis au point pour cette étude et est testé sur des enfants. Ce dispositif est associé à un système informatique et rend compte, en temps réel, de tous les mouvements de chacun des deux yeux. Ces dys-coordinations et instabilités pourraient expliquer en partie la lenteur de la lecture chez les enfants dyslexiques. (Clic sur l’image pour accéder à la vidéo) :

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Autre regard sur la dyslexie

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Processus Cérébral pour Apprendre à Lire

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cerveau livre

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Je vous propose de lire un article très intéressant du blog « Le cerveau de l’enfant et de l’adolescent« , qui reprends les données scientifiques actuelles sur l’apprentissage de la lecture (dont certaines déjà partagées ici), en montrant que celui-ci entraîne une réorganisation complète du cerveau.  En effet, à l’origine, il n’existe pas de zone de la lecture dans le cerveau, la « boîte aux lettres » de la reconnaissance visuelles des mots apparaît sous l’effet de l’apprentissage en « recyclant » des zones qui étaient au départ dédiées à la reconnaissance des visages. Cependant,  un passage de cet article m’interpelle plus particulièrement car il s’intéresse à la transformation profonde que subit le cerveau lors de l’apprentissage de la lecture, en expliquant qu’elle va beaucoup plus loin que des changements dans la couche externe du cortex. Je vous propose donc un extrait de ce billet dont je vous conseille de lire l’intégralité:

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cerveau apprend à lire

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Selon des chercheurs allemands de l’Institut Max Planck pour la psycholinguistique et le Max Planck pour la cognition humaine et les sciences du cerveau, avec des scientifiques indiens du Lucknow Biomedical Research Center et de l’Université d’Hyderabad, dans une étude publiée dans la revue Science Advances de mai 2017, la lecture est un énorme défi pour le cerveau et ses effets sont incroyables, au point de pouvoir le façonner et le transformer profondément, même lorsque nous sommes adultes.

Lire est une capacité tellement nouvelle dans notre histoire évolutive qu’elle ne peut pas être “enregistrée” dans les gènes. Quand nous apprenons à le faire, le cerveau doit passer par une sorte de “recyclage”. Les zones destinées à la reconnaissance d’objets complexes, tels que des visages, doivent participer à la traduction des lettres. Et certaines régions de notre système visuel deviennent des “interfaces” entre ce que l’œil voit et le langage.
Le fait est que, jusqu’à présent, les scientifiques ont supposé que ces changements étaient limités à la couche externe du cerveau, le cortex, qui s’adapte rapidement aux nouveaux défis. Mais il s’avère que la transformation qui amène à ouvrir un livre et à le comprendre va beaucoup plus loin.
Les chercheurs ont découvert que lorsqu’un adulte apprend à lire, le cerveau subit une réorganisation qui s’étend jusqu’aux structures profondes du thalamus et du tronc cérébral.
Ils ont observé que les colliculus dits supérieurs, une partie du tronc cérébral, et les pulvinar, situés dans le thalamus, adaptent leur activité à celle du cortex visuel. Ces structures profondes aident notre cortex visuel à filtrer les informations importantes, avant même que nous les percevions consciemment. Fait intéressant, plus les signaux entre les deux régions du cerveau sont synchronisés, meilleures seront les capacités de lecture. Ils croient que ces systèmes cérébraux raffinent leur communication de plus en plus à mesure que les élèves deviennent de plus en plus compétents en lecture. Cela pourrait expliquer pourquoi les lecteurs expérimentés se déplacent plus efficacement à travers un texte.
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Lumière sur la dyslexie
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Selon les chercheurs, les impressionnants résultats d’apprentissage des volontaires ne sont pas seulement porteurs d’espoir pour les adultes analphabètes, ils mettent également en lumière la cause possible des troubles de la lecture comme la dyslexie, qu’ils croient être due à des dysfonctionnements dans le thalamus, une partie du cerveau qui a été modifiée dans l’expérience avec seulement quelques mois de formation en lecture.
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L’article dans son intégralité :
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Il ne vous aura pas échappé que les structures profondes dont parle cet article sont impliquées dans le traitement des informations proprioceptives, et notamment le colliculus supérieur dont le Dr Quercia soulignait déjà l’implication probable dans la dyslexie dans une publication de 2005 (et dont on sait maintenant qu’il est aussi impliqué dans le TDA/H).
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Allez, encore un effort, on y arrive !
Pièce après pièce, la recherche commence à démontrer les intuitions géniales de médecins précurseurs. :)
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Note : Lire l’ article original de la revue Science Advances  : Learning to read alters cortico-subcortical cross-talk in the visual system of illiterates

Le sourire, l’émotion qui s’entend

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Sourire-Ircam

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L’importance de la proprioception, en ce qui concerne le mouvement, est aujourd’hui  largement admise (sauf dans l’univers de la dyspraxie en France ;) ), mais la recherche commence à démontrer que la proprioception joue des rôles plus subtils qui nous affectent de façon surprenante. Nous avons déjà vu que la proprioception semble jouer un rôle dans la perception des émotions, que ce soit les nôtres, ou la compréhension que nous avons de celles des autres au travers du système miroir.

Voici une nouvelle étude qui montre encore l’interconnexion des systèmes visuel, auditif et moteur. Nous sommes là au cœur de la boucle perception-action, et certainement au cœur du rôle du nerf Tri jumeaux. En effet, le nerf Trijumeau est ainsi appelé car il se compose de trois branches qui irradient la face et la bouche : deux branches sensitives (ophtalmique et maxillaire) et une branche sensitivomotrice (mandibulaire). Mais il possède également des ramifications avec les yeux (proprioception des muscles oculomoteurs) et les oreilles (tenseur du tympan). Au niveau du cerveau, des neurones dits multisensoriels traitent à la fois les informations du champ auditif, visuel et proprioceptif. De ce fait, le nerf Trijumeau met en lien la bouche, les yeux et les oreilles créant une même unité sensorielle : parler, voir et entendre sont liés.

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Je vous propose donc un extrait de cet article de Sciences et Avenir :

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« Un sourire, cela s’entend. » Ce poncif du démarchage téléphonique n’a en fait pas souvent été étudié scientifiquement, les émotions étant surtout scrutées par le biais des expressions du visage et des réactions faciales. Or, deux chercheurs de l’Institut de recherche et coordination acoustique musique (Ircam) et du CNRS viennent de montrer, dans un article publié fin juillet 2018 dans Current Biology, qu’il existe un signal acoustique propre au sourire, au point qu’un auditeur peut y réagir inconsciemment, sans avoir accès aux émotions faciales correspondantes.

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Les chercheurs ont fait écouter ces voix à trente-cinq personnes volontaires mais ignorant, bien sûr, que l’étude portait sur le sourire. Croyant participer à une expérience en électromyographie (étude des muscles et des nerfs), ils ont été équipés de capteurs sur les zygomatiques et le muscle corrugateur du sourcil (celui qui permet de froncer les sourcils). L’idée étant de pouvoir capter même d’infimes mouvements musculaires, imperceptibles à l’œil nu ou pour une caméra. « En plus, du maquillage ou de la barbe pouvait parasiter une captation visuelle ». Il a ensuite été demandé aux participants de juger positivement ou négativement les sons qu’ils entendaient et de dire si les phrases étaient prononcées avec ou sans sourire.

Au final, 63% des participants ont donné un jugement positif aux phrases avec « effet sourire » mais les chercheurs se sont aussi aperçus que, pendant l’écoute, leurs muscles suivaient le mouvement de l’effet algorithmique appliqué aux voix, par une sorte d’imitation. Ils sourient, ou cessent de sourire, en même temps que la voix entendu

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D’un point de vue plus fondamental, elle ouvre des pistes sur les aspects inconscients du mécanisme du sourire et sur la combinaison entre signaux audios et visuels.

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Voir l’intégralité de l’article sur le site de Sciences et Avenir : Le sourire, l’émotion qui s’entend

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L’article original, en anglais, dans la revue Current Biology est  très intéressant, il fait directement le lien entre cette étude et la boucle perception-action. Je vous en ai traduit quelques passages, dans la mesure de ma compréhension de celui-ci. N’hésitez pas à aller lire l’article original : Auditory smiles trigger unconscious facial imitation

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Les sourires, produits par la contraction bilatérale des principaux muscles zygomatiques, sont l’une des expressions les plus puissantes d’affect positif et d’affiliation, et l’une des premières à se développer [1]. La boucle perception-action responsable de l’imitation rapide et spontanée d’un sourire est considérée comme une composante essentielle de la cognition sociale [2]. Chez l’homme, l’interaction sociale est extrêmement vocale et les indices visuels d’un visage souriant coexistent avec des changements articulatoires audibles sur la voix parlée [3]. Pourtant, on sait très peu de choses sur la manière dont ces «sourires auditifs» sont traités et réagissent. Nous avons développé une technique de transformation de la voix qui simule de manière sélective la signature spectrale de la phonation avec des lèvres étirées. même quand ils ne les ont pas détectés consciemment.

[...]

Le mimétisme, la prédisposition à refléter l’expression faciale d’un partenaire social et une base plausible pour la capacité humaine d’empathie, a été presque exclusivement étudiée en tant que processus visuo-moteur [2]. En utilisant le discours expressif, il était jusqu’à présent difficile d’exclure que de telles réactions, lorsqu’elles étaient observées, ne suivaient pas simplement l’appréciation par les participants de la signification sociale ou émotionnelle des stimuli [5]. Ici, nous avons introduit une technique sélective unique pour contrôler les signaux liés au sourire lors du discours et montrer que ces signaux déclenchent une réaction motrice même lorsque les sourires ne sont pas consciemment reconnus. Ces résultats étendent significativement les travaux antérieurs sur la vision montrant que la conscience d’un stimulus n’est pas nécessaire pour les réactions faciales [6] en établissant que, même lorsque les stimuli sont présentés consciemment et évalués explicitement, des aspects importants de la cognition sociale auditive peuvent encore opérer à un niveau inconscient.

[...]

Les processus sous-jacents à ces réactions inconscientes peuvent inclure des systèmes auto-articulatoires automatiques également actifs pour la compréhension lexicale [7], des systèmes prémoteurs se préparant à des gestes faciaux réactifs [...] Ces résultats montrent que la connaissance des sourires n’est pas aussi profondément enracinée dans le traitement visuel qu’on le croyait auparavant. Au-delà des sourires, ils soulignent que les caractéristiques oro-labiales des expressions faciales [10] jouent un rôle important et négligé dans la manière dont les émotions sont signalées vocalement.

 

La plasticité cérébrale, clé de l’apprentissage

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cerveau et neurones

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Voici un nouvel article sur la plasticité cérébrale de Catherine Vidal, neurobiologiste et directrice de recherche à l’institut Pasteur (Article publié dans « Traces de ChanGements n°234 (janvier-février 2018), la revue de ChanGements pour l’égalité (CGé).)

Décidément, je trouve toujours ses interventions intéressantes et tellement en phase avec l’objet de ce blog ! :)

En voici un extrait :

L’imagerie cérébrale de l’apprentissage

Grâce à l’IRM, on peut désormais voir le cerveau se modifier en fonction de l’apprentissage et de l’expérience vécue. Par exemple, dans le cerveau de musiciens, on observe des modifications du cortex cérébral liées à la pratique de leur instrument. Des expériences ont été réalisées chez des pianistes professionnels qui avaient commencé le piano à l’âge de six ans. L’IRM a révélé un épaississement du cortex dans les zones spécialisées dans la motricité des mains et l’audition. Ce phénomène est dû à la fabrication de connexions supplémentaires entre les neurones. Un point fondamental de cette étude est que les modifications cérébrales sont proportionnelles au temps consacré à la pratique du piano pendant l’enfance. Ce résultat montre l’impact majeur de l’apprentissage sur la construction du cerveau des enfants dont les capacités de plasticité sont particulièrement prononcées.

La plasticité cérébrale est à l’œuvre également pendant la vie d’adulte. Une étude par IRM chez des chauffeurs de taxi a montré que les zones du cerveau qui contrôlent la représentation de l’espace sont plus développées, et ce proportionnellement au nombre d’années d’expérience de la conduite du taxi. L’apprentissage de notions abstraites peut aussi entrainer des modifications cérébrales. Chez des mathématiciens professionnels, on trouve un épaississement des régions impliquées dans le calcul et la représentation géométrique. Un autre exemple éloquent de plasticité cérébrale a été décrit chez des sujets qui apprennent à jongler avec trois balles. Après trois mois de pratique, l’IRM montre un épaississement des régions spécialisées dans la vision et la coordination des mouvements des bras et des mains. Et, si l’entrainement cesse, les zones précédemment épaissies rétrécissent. Ainsi, la plasticité cérébrale se traduit non seulement par la mobilisation accrue de régions du cortex pour assurer une nouvelle fonction, mais aussi par des capacités de réversibilité quand la fonction n’est plus sollicitée.

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Voir le cerveau penser : mythe et réalité

Un apport majeur de l’IRM est d’avoir démontré comment l’expérience vécue modifie à la fois la structure et le fonctionnement du cerveau. Cette notion est fondamentale à considérer pour éviter de tomber dans le piège de certaines interprétations hâtives. Voir des particularités anatomiques dans un cerveau ne signifie pas qu’elles y sont inscrites depuis la naissance ni qu’elles y resteront gravées.

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L’article, très intéressant, à lire dans son intégralité :

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Il n’y a pas à tortiller, Catherine Vidal est très en phase avec ce que disent deux chercheurs dans une publication récente de la revue Brain Sciences,« Is Dyslexia a Brain Disorder ? :) . Un cerveau différent n’implique donc pas forcément un dysfonctionnement cérébral !

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Notes : Vous pouvez aussi lire un autre article très intéressant de Catherine Vidal, sur le site de l’INSERM : Neuroéthique : l’humain n’est pas réductible à son cerveau

Vision aveugle ou inconsciente

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colliculus

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J’ai encore trouvé de petites pépites sur la vision inconsciente, qui nous font toujours mieux comprendre le rôle de la voie rétinotectale (dans ce système, une partie des influx nerveux qui proviennent de la rétine se projette sur une petite région appelée colliculus).

Je ne peux copier ici ces articles dans leur intégralité, pour des questions de droits d’auteur, je ne vous en donne que des extraits, mais je vous conseille vivement d’aller les lire dans leur intégralité :)   .

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Rappelons que selon le Dr Quercia :

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Même si elle reste largement ignorée des spécialistes de ce domaine, la posturologie fait partie de la neuro-ophtalmologie. Cette dernière, en pratique ophtalmologique courante, s’intéresse surtout à ce qui se passe entre la rétine et le lobe occipital. La posturologie est liée essentiellement à la voie optique accessoire dont nous sous-estimons volontiers l’importance. Elle se penche aussi sur tout ce qui se passe en aval du lobe occipital,  notamment au niveau des aires associatives. C’est là que s’initient probablement beaucoup de fonctions humaines supérieures et les perturbations cognitives du SDP n’ont certainement pas fini d’étonner.[...]

L’œil est un double capteur postural :

  • la rétine périphérique, grâce au système magnocellulaire sensible aux variations de contraste et aux mouvements, joue un rôle primordial dans les réactions posturales adaptatives. Les informations sont véhiculées au cortex par les voies optiques rétino-corticales mais c’est essentiellement le système optique accessoire qui gère les informations posturales provenant de la rétine. Un élément important de ce système est représenté par le colliculus supérieur qui est considéré comme un des centres de la régulation motrice œil-tête. Dissimulé à notre conscience par le flot d’images corticales, le système optique accessoire, fonctionne cependant en permanence.

 

Voici donc un extrait de l’article : De la vision aveugle… sur la route !

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« Si l’on peut perdre la vision suite à une défaillance de la rétine, on peut aussi, plus rarement, devenir aveugle si notre cortex visuel est lésé des deux côtés.

C’est ce type de lésion qui provoque cet étrange phénomène qu’on appelle la vision aveugle (ou inconsciente). Alors que des personnes atteintes disent ne rien voir, elles peuvent néanmoins réussir à identifier correctement la position d’objets dans l’espace. Comment est-ce possible si elles disent ne rien voir ? En insistant : on leur demande simplement de « prendre une chance », de deviner, en pointant dans une direction où l’objet ou le point lumineux pourrait être. Et la plupart du temps, elles pointent dans la bonne direction. Béatrice de Gelder a même montré que le sujet peut éviter des objets en se déplaçant dans un couloir.

[...]

Ces résultats, pris dans leur ensemble, suggèrent que même chez les individus normaux, une partie de notre vision et de nos réponses émotionnelles à ce que nous voyons tous les jours, est inconsciente. Que nous percevons probablement sans nous en rendre compte une bonne partie des caractéristiques du monde qui nous entoure : des formes simples, des volumes, certains mouvements, certaines couleurs, des émotions exprimées subtilement par des visages…

Quelles seraient alors les régions du cerveau permettant de voir et de répondre à ce que l’on ne sait pas qu’on a vu ? Essentiellement des structures sous-corticales, comme le colliculus supérieur ou le pulvinar, qui envoient des projections directement à différentes aires corticales visuelles sans passer par le cortex visuel primaire (V1)

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Et voici maintenant un extrait de l’ article : Vision aveugle

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Il existe une façon de voir inconsciente, plus primitive, qui agit directement sur nos émotions.[...]

Lorsqu’on présente dans son champs visuel aveugle à une personne qui a une lésion du cortex cérébral visuel (aveugle donc) , lorsqu’on lui présente une photo d’un visage et que l’on mesure la dilatation des pupilles, la sueur, le changement du rythme cardiaque, on découvre que la personne répond sans le savoir aux émotions exprimées par le visage sur la photo, la joie ou la peur.
La personne ressent une émotion même si elle ne sait pas qu’elle la ressent.
Mais si l’on présente une photo d’un visage ayant une expression neutre, il n’y a pas de réactions.
Si on mesure la contraction des muscles du visage de la personne qui regarde la photo, on découvre qu’elle commence à mimer l’expression du visage, qu’il y a une ébauche de contraction des muscles impliqués dans le sourire si le visage a une expression joyeuse ou l’ébauche de contraction des muscles impliqués dans le froncement des sourcils si le visage exprime la peur, suggérant que les neurones miroirs de la personne en train de regarder sont en train de faire ressentir chez la personne qui ne sait pas qu’elle est en train de voir l’expression, l’émotion qu’elle voit sans le savoir sur le visage de l’autre.

Que signifie voir ?
Que signifie être conscient de ce que l’on voit ?

Lorsqu’on ne dit rien à la personne aveugle en lui projetant les images, elle réagit mais dit qu’elle n’a rien vu. Elle ne sait pas qu’elle réagit à quelque chose.
Si on lui demande qu’est ce que vous voyez, elle répond « rien ».
Mais si c’était une émotion, ce serait de la joie ou de la peur ? La personne répond alors le plus souvent correctement.
Si son attention est attirée  sur ce qu’elle voit sans le savoir, si on lui dit qu’elle peut simplement deviner, se jeter à l’eau, alors elle devient capable de dire avec des mots ce à quoi elle a réagit sans le savoir.
C’est comme si l’attention, dans la vision aveugle faisait émerger l’inconscient à la conscience incomplètement dans un entre deux ou se mêle la conscience et l’incertitude.
[...]

Mais quelle est cette région qui permet de voir et de répondre a ce que l’on ne sait pas qu’on a vu ?

Les influx nerveux qui proviennent de la rétine suivent au moins deux trajets différents en parallèle.
L’un de ces trajets gagne le cortex visuel du cerveau, celui qui est impliqué dans la vision consciente et l’autre gagne une petite région, une région plus ancienne en terme d’évolution du vivant appelée colliculus.
Chez les poissons et les oiseaux, c’est la principale structure du cerveau qui est activée par la rétine. Chez les mammifères et les primates, c’est le cortex visuel qui est principalement impliqué dans la vision.
Mais l’imagerie cérébrale révèle que cette petite région et d’autres régions impliquées dans les émotions, les réponses motrices, les gestes, sont activées au cours la vision aveugle.
Et chez les personnes n’ayant pas de visions cérébrales, cette région est activée plus vite et pour des seuils d’activation plus faible que le cortex visuel. La vision pleinement consciente , celle qu’élabore le cortex visuel, est plus riche mais plus lente et nécessite un évènement visuel plus intense pour se déclencher que la vision aveugle.

 

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Enfin, je vous propose aussi de visionner l’explication donnée sur la chaine de vulgarisation scientifique « E-penser » (j’ai sélectionné le passage, clic sur l’image) sur les capacités de perception des aveugles privés de cortex visuel primaire, où il aborde notamment le rôle du colliculus :

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voie visuelle accessoire

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 Lire aussi : Les différentes voies visuelles

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