Foetus et proprioception

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J’avais déjà partagé avec vous un article montrant que le rôle de la proprioception débutait déjà in-utéro.

Je vous propose maintenant cette vidéo qui rapporte les résultats d’une étude sur les fœtus et qui a montré que ceux-ci seraient plus attirés par les stimuli visuels rappelant un visage (étude qui doit encore être répliquée). Ce que, pour ma part, je trouve aussi intéressant, c’est de voir que le fœtus est déjà capable d’orienter sa tête et ses yeux en direction d’un stimulus visuel au troisième trimestre de la grossesse. Bref, que son système proprioceptif est déjà pré-câblé, s’il n’est déjà opérationnel !

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Processus Cérébral pour Apprendre à Lire

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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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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 : là

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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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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.

[...]

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

[...]

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 proprioception

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Voici une petite vidéo dans laquelle Valérie Kempa, Ergothérapeute, nous parle des 7 sens et plus particulièrement du sens de la proprioception :

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Vision aveugle ou inconsciente

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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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 Lire aussi : Les différentes voies visuelles

Etre aveugle et percevoir le mouvement

 

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Pour beaucoup de personnes, et même de nombreux ophtalmologistes, bien voir est avant tout un question d’acuité visuelle qui est l’expression de la qualité de la vision centrale. Mais percevoir correctement notre monde est un phénomène beaucoup plus complexe, qui implique un traitement correct par le cerveau de toutes les informations visuelles, dont celles qui proviennent de la rétine périphérique (système magnocellulaire sensible aux variations de contraste et aux mouvements)

J’ai trouvé très intéressant cet article de Sciences et Avenir qui décrit le cas d’une femme atteinte d’un cas exceptionnel et rare de cécité, et qui est capable de percevoir le mouvement (Nda : information proprioceptive provenant de la rétine périphérique). Si le cortex visuel primaire du cerveau (responsable de la vision) de cette femme a été endommagé par son AVC, celui du traitement du mouvement n’a pas été touché.

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Extrait :

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Milena Channing est une américaine de 43 ans devenue définitivement aveugle à la suite d’un accident vasculaire cérébral (AVC) en 2000 alors qu’elle n’avait que 29 ans.

Pourtant, très vite, elle se met à percevoir d’étranges apparitions. Malgré sa cécité avérée par les médecins, elle dit voir certaines choses comme la pluie qui tombe ou la fumée s’élevant au-dessus de sa tasse de café. Perturbée par ses « visions » elle retourne se faire examiner par les médecins.

Vous êtes aveugle, c’est tout

Après lui avoir fait passer un scanner, ses docteurs sont formels : l’AVC avait entièrement détruit son cortex visuel primaire, « la porte d’entrée » des informations visuelles dans le cerveau. Pour eux le verdict est sans appel:  »Vous êtes aveugle et c’est tout. »

Souffrait-elle donc d’hallucinations ? Elle n’y croit pas et va chercher d’autres avis. Après avoir vu plusieurs médecins, elle en trouve finalement un qui la croit. Le Dr Gordon Dutton, un ophtalmologiste exerçant à Glasgow (Ecosse) se souvient en effet de l’histoire d’un soldat de la 1^re guerre mondiale qui, après avoir reçu une balle dans la tête, ne pouvait percevoir que les choses en mouvements. Il souffrait du phénomène de Riddoch.

À travers le mouvement, les formes lui apparaissent

Le phénomène de Riddoch est une affection souvent causée par des lésions dans le lobe occipital qui limite voire détruise la capacité de la victime à distinguer les objets. Il correspond à la capacité pour un sujet aveugle de percevoir un objet quand celui-ci est en mouvement, alors qu’il ne voit rien quand l’objet est stationnaire. Le regard est attiré par cette stimulation visuelle à laquelle il se fixe.

Les objets en mouvement ne sont pas perçus en détail ou comme ayant des couleurs. Mais leur forme générale peut être vue sous la forme d’une ombre ou de ses contours. C’est précisément ce qui est arrivé de Milena Channing. Et ce qui est présenté dans la vidéo ci-dessous :

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L’article dans son intégralité :

Que voit cette femme aveugle qui perçoit le mouvement ?

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Dans un autre article de Sciences et avenir, on en apprend plus sur le cas de Milena :

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Extrait :

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La lésion cérébrale touche les lobes occipitaux et affecte en particulière le cortex visuel primaire (ou aire V1), la région qui intègre l’information visuelle. Pour comprendre comment le cerveau de Milena s’est adapté à cette condition et comment il réagit aux stimuli visuels, les chercheurs ont soumis la patiente à plusieurs tests. Ils lui ont montré des objets et des échiquiers en mouvement et ils ont surveillé l’activité cérébrale grâce à l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fIRM).

De cette façon, ils ont observé que devant un objet en mouvement s’active, dans le cerveau de Milena, la région MT***, située dans le lobe temporal et dédiée à l’analyse de l’information sur le mouvement et la profondeur. Cette région lui permet également d’identifier la direction dans laquelle l’objet se déplace. Les chercheurs n’ont pas pu déterminer par quelle voie l’information arrive dans la région MT. Il s’agit peut-être des voies sous-corticales ou d’informations provenant de régions du cortex visuel qui ont été épargnées par l’AVC.

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L’article dans son intégralité :

Le cas de la patiente aveugle qui voit des objets en mouvement

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Dans la vidéo suivante (en anglais) qui expose le cas de Miléna, une chercheuse explique que son cas montre que la vision n’est pas une chose de type tout ou rien, et qu’il y a plusieurs aspects de la vision.

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A l’inverse du cas de Miléna, il existe des personnes qui sont devenues incapables de percevoir le mouvement, comme on peut le voir dans cet article :

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En 1983, Joseph Zihl et ses collaborateurs ont publié à Munich un article consacré à une femme de 43 ans qui était devenue totalement incapable de percevoir les mouvements à la suite d’un accident vasculaire cérébral qui avait lésé les deux côtés de son cortex extrastrié impliqué dans la reconnaissance du mouvement (aire V5 / Nda = aire MT). Cette patiente souffrait donc de l’étrange syndrome de la cécité au mouvement (ou akinétopsie) qui se manifeste par des « arrêts sur image » de plusieurs secondes tout au long desquels elle ne perçoit qu’une image immobile en perdant toute conscience visuelle des mouvements dans son environnement. Traverser une rue était par exemple fort périlleux pour cette patiente puisqu’une voiture qu’elle avait vue « arrêtée » à une grande distance de l’endroit où elle était pouvait se retrouver tout près d’elle après qu’elle eut commencé à traverser. Se verser un verre d’eau pouvait être tout aussi problématique puisqu’elle voyait l’eau qui coule comme gelée et qu’elle comprenait qu’elle en avait trop versée quand elle découvrait soudain l’eau répandue sur la table.

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Note 1 : Pour aller plus loin, vous pouvez lire cet article de Mireille Ranc, enseignante de SVT, Lycée E Quinet, Bourg en Bresse, 2006. Relecture François Vital-Durand, INSERM Lyon-Bron sur les : Différentes voies visuelles

Note *** : Voir aussi cet article où il est question de l’aire MT :

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L’aire V5 (aussi appelée MT) semble contribuer de façon importante à la perception du mouvement. Cette région reçoit des projections des aires V2,V2 ainsi que la couche IV-B de l’aire visuelle primaire (V1). Il est important de noter que cette couche IV-B fait justement partie du canal magnocellulaire impliqué dans l’analyse du déplacement des objets.

 

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La perception et l’action sont intimement liées chez l’humain. De manière constante et le plus souvent inconsciente, nous percevons pour agir et nous agissons pour percevoir. Lorsque nous saisissons un objet, nous ajustons la trajectoire de notre main en fonction de ce que nous voyons et nous déplaçons notre tête pour mieux voir ou entendre, par exemple. Ce couplage joue un rôle essentiel dans nos interactions avec le monde.

Dans ce couplage perception/action  la proprioception joue un rôle fondamental dans la manière dont notre cerveau gère les informations venant de nos autres sens. Le Pr JP Roll (CNRS) considère la proprioception comme « le  sens premier, celui qui donne du sens aux autres sens » :

 

« Comment pourrions-nous localiser une cible visuelle dans l’espace sans que le système nerveux soit précisément informé du lieu où se trouve le corps et notamment l’œil ? »  

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En effet, la proprioception ne fonctionne pas indépendamment, mais en connexion avec les autres organes des sens et influence fortement leur travail en donnant constamment au cerveau l’indication de leur place respective dans le corps. Nos oreilles ne sont pas orientables, pour écouter en direction d’un son nous devons tourner la tête et les capteurs proprioceptifs des muscles du cou informent le cerveau de l’orientation de notre tête. De la même manière, le cerveau est informé de la direction de notre regard par le biais des muscles du cou, mais aussi grâce aux muscles oculomoteurs qui le renseignent sur la position des globes oculaires dans leur orbite. La proprioception permet de localiser les informations visuelles et auditives et joue ainsi un rôle important dans la manière dont le cerveau va traiter ces informations.

 

Nous savons aussi que notre cerveau est en permanence « bombardé » d’informations sensorielles : ouïe, vue, toucher, odorat, proprioception, douleur, chaleur, etc. Il ne peut toutes les traiter et seules arrivent à notre conscience celles qui sont utiles à ses objectifs. Il génère des prédictions sur le monde extérieur et sélectionne les informations sensorielles qu’il va utiliser, en fonction de ses simulations, ses expériences passées et de ses buts (Pr Alain Berthoz, Collège de France). La réalité de ce que nous percevons est sans cesse reconstruite par notre cerveau. Nous pouvons très bien ne pas « voir » des éléments flagrants qui sont pourtant sous nos yeux. A l’inverse, nous verrons mieux un objet si le cerveau peut  prédire son apparition.

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Dans le même ordre d’idées, j’ai trouvé très intéressant cet article de l’INSERM :

 

Le cortex moteur aide à mieux entendre

 

Extrait :

 

Le cortex moteur aide le système auditif à mieux entendre. C’est ce qu’a constaté une équipe Inserm en étudiant l’impact des rythmes sur la perception auditive.

« Quand une personne est dans sa voiture et que le feu passe à l’orange, elle sait qu’elle doit s’arrêter et s’y prépare. Il y a une anticipation. La question que nous nous posions était de cet ordre-là : lorsqu’il s’agit d’audition, qu’est ce qui permet d’anticiper ce que l’on va entendre et d’en améliorer ainsi la perception ?« , explique Benjamin Morillon*, co-auteur de ces travaux avec Sylvain Baillet de l’Université McGill à Montréal. « Nous savions qu’un son rythmé est mieux intégré qu’un bruit désorganisé. Par ailleurs, nous savions également que le cortex moteur est impliqué dans la perception de tous les autres sens : la vue, le toucher, l’ouïe et l’odorat. Il permet de faire bouger les organes sensoriels pour améliorer la perception, notamment les yeux, la langue, les doigts, ou encore la truffe chez les animaux. Il permet également de capter une temporalité, c’est-à-dire qu’il est sensible à un signal récurrent ou prévisible, et permet donc d’anticiper un évènement à venir. Par exemple, on verra mieux un objet si on sait quand il va apparaître. Nous nous sommes donc demandés si le cortex moteur pouvait aussi jouer un rôle dans le lien entre son rythmique et qualité d’écoute. Peut-il capter une certaine temporalité des sons pour augmenter la perception auditive ? Autrement dit, est-ce que le rythme sonore, le flux d’une voix, pourrait être capté par le cortex moteur pour améliorer l’écoute ?« , raconte le chercheur.

Pour le vérifier les scientifiques ont exposé des volontaires à différentes fréquences sonores émises à intervalles réguliers et ont enregistré leur activité cérébrale par magnétoencéphalographie, une technique qui permet de mesurer le champ magnétique très faible produit par l’activité des neurones. Cela leur a permis de constater que lorsqu’un son est émis de façon rythmique, le cortex moteur s’active et des oscillations neurales se propagent vers le cortex auditif, augmentant la perception de ce son par rapport à un bruit de fond : « Nos résultats démontrent qu’il existe une forme de perception active en audition, avec un système moteur faisant partie intégrante du traitement auditif, clarifie Benjamin Morillon. La communication entre les cortex auditifs et moteurs est indispensable à une écoute de qualité« , précise-t-il. Cela signifie que lorsqu’une personne se concentre sur une voix, le cortex moteur en saisit le flux, le rythme, et que cela aide à comprendre ce qui est dit. Il capte un signal rythmique et prépare en quelque sorte le cortex auditif à entendre le son suivant. D’ailleurs ce coup de pouce du cortex moteur s’observe davantage en milieu sonore bruyant. « Quand le son est difficile à distinguer parmi d’autres, comme au cours d’une soirée animée, l’activation de cette région est importante pour aider le système auditif à entendre. A l’inverse, quand l’environnement est silencieux et que les sons sont bien distincts, cette activation ne se fait pas ou peu« , explique le chercheur. [...]

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Le système moteur fait donc partie intégrante du traitement auditif, or si le cortex moteur fait bouger les organes sensoriels pour améliorer la perception, ce sont les capteurs proprioceptifs qui indiquent au cerveau où son situés nos organes sensoriels pour lui permettre de bien les positionner. En conclusion, l’hypothèse d’un dysfonctionnement proprioceptif qui interférerait dans le traitement des informations auditives (comme visuelles) chez le dyslexique est tout à fait compatible avec les résultats de ces recherches.

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Note : Voir aussi cet autre article de l’INSERM sur un thème proche: Corriger la dyslexie en rythme

Voici pourquoi les enfants sont increvables !

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Nous l’avons vu récemment dans un article du site « Clinique du développement de l’enfant », les enfants bougent constamment pour stimuler leur proprioception et construire leur schéma corporel, jusqu’au alentours de 12 ans :

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Comment les enfants développent-ils leur système proprioceptif ? C’est simple : en bougeant ! Voilà pourquoi les enfants BOUGENT TOUT LE TEMPS ! Et voilà pourquoi il est primordial de les laisser faire et même de les encourager à bouger !

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En grimpant, soulevant, roulant, marchant, courant, tombant, sautant et à l’aide de plein d’autres mouvements, les enfants apprennent à évaluer l’espace qu’occupe leur corps entier, l’espace dévolu à chaque partie de leur corps, la distance entre ces parties ainsi que les notions de force et de vitesse. Ce faisant, ils entraînent leurs neurones à mesurer les risques de blessure et la plupart du temps… ils s’en tirent bien !

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La nature étant bien faite, Mathieu Vidard nous explique, sur France Inter, pourquoi les enfants sont increvables :

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Elle est pas belle la vie ?

Pour apprendre plus vite, augmentez votre vitesse de course

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Je vous avais déjà parlé de plusieurs d’études montrant  les bienfaits des activités musculaires sur les apprentissages (grimper aux arbres, marcher, etc). En voici une autre récente, rapportée sur le site Doctissimo, qui montre une nouvelle fois que les tâches locomotrices ou toute activité stimulant le cervelet pourraient booster les fonctions d’apprentissages. Et qui dit cervelet et activité locomotrice, dit proprioception .

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Extrait de l’article :

 

Augmenter sa vitesse de course pourrait faciliter l’apprentissage, analyse une étude portugaise publiée ce mardi 17 avril dans la revue Nature Neuroscience.

Pouvons-nous améliorer le fonctionnement cognitif de notre cerveau en accélérant notre marche ou notre vitesse de course ? Des chercheurs portugais ont étudié ce phénomène sur des souris, avant de conclure qu’il y avait bien un lien de cause à effet entre l’augmentation de la plasticité cérébrale conduisant à un meilleur apprentissage et la vitesse d’une activité locomotrice. Si ces résultats restent à confirmer chez l’humain, les scientifiques ont constaté qu’il suffisait de faire courir plus rapidement les souris pour qu’elles apprennent mieux et plus vite.

L’étude met en évidence une région clé du cerveau, le cervelet, « dans laquelle les circuits neuronaux associés à l’apprentissage sont changés par l’apprentissage d’une tâche moteur ». Megan Carey, auteure de l’étude, explique : « Le cervelet est important pour apprendre des mouvements qualifiés. Il calibre des mouvements face à un environnement changeant pour les coordonner d’une façon très précise. » [...]

Après avoir expérimenté d’autres stimuli sensoriels sur les souris (son, vibration, etc.), les auteurs de l’étude affirment que l’amélioration de l’apprentissage est indépendante du système sensoriel.

Hormis la vitesse de course ou des tâches locomotrices, toute activité qui peut stimuler la région du cervelet, comme l’écoute de musique, pourrait booster les fonctions d’apprentissage, « en augmentant l’activité des fibres moussues, un type d’axones », conclut l’étude.

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L’article dans son intégralité : Pour apprendre plus vite, augmentez votre vitesse de course

TDAH, colliculus supérieur et dysproprioception

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Je souhaite partager avec vous cette vidéo très intéressante sur les travaux du Pr Michael Reber, chercheur Inserm à l’Université de Strasbourg – CNRS sur le TDA/H, qui n’est pas sans rappeler quelques points de l’hypothèse de l’origine proprioceptive de certains troubles des apprentissages.

Le Pr Reber explique que des études précédentes ont déjà démontré des perturbations importantes des saccades oculaires chez les TDA/H. Et les conclusions de cette nouvelle étude suggèrent que le TDAH pourrait être la conséquence d’un dysfonctionnement du colliculus supérieur, une région du cerveau qui intègre et analyse les informations sensorielles, et d’un déséquilibre en noradrénaline dans cette zone.  Dès lors,  si les informations sont défectueuses en début de chaîne d’analyse, la suite de la chaîne en sera perturbée.

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A la suite de cet article « TDAH et recherche française » (1), le Pr Michael Reber a d’ailleurs laissé le commentaire suivant  :

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Disons que le colliculus supérieur est une structure primaire d’analyse multi-sensorielle, recevant des informations visuelles, auditives (surtout chez l’homme) et somato-sensorielles (le toucher). Si des défauts d’analyse de ces données ont lieu déjà dans cette structure, il nous parait logique que les autres structures connectées (cortex préfrontal notamment) présentent elles aussi des défauts. [...] L’idée est que les patients avec TDAH n’ont plus la capacité de « filtrer » les stimulations sensorielles pertinentes -et en particulier visuelles et auditives- des informations non pertinentes (qu’on appellerait chez nous du « bruit »). »

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Fait intéressant, le colliculus supérieur est un élément important du capteur oculaire postural et il est considéré comme un des centres de la régulation motrice œil-tête (2). Dans une de ses premières études datant de 2005, il y a 13 ans déjà, le Dr Quercia (Chercheur associé – Unité INSERM U1093 Cognition Action et Plasticité Sensorimotrice) écrivait :

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« Le noyau trigéminal, élément dont l’origine phylogénétique est très ancienne, possède de nombreuses relations anatomiques avec des structures qui jouent un rôle clé dans le maintien de la posture et le contrôle des mouvements […] Les relations qui unissent le noyau trigéminal au colliculus supérieur sont probablement tout aussi essentielles. Le colliculus supérieur est en effet le lieu où se rencontrent les données sensitives de la proprioception des muscles oculomoteurs, les données sensorielles de la voie visuelle accessoire et du cortex visuel, mais aussi des informations somato-sensorielles et auditives. C’est la « centrale » qui contrôle la direction des saccades oculaires en fonction de la représentation de l’espace environnant « 

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Rappelons que le capteur rétino-trigéminé et ses dysfonctionnements sont tout l’objet des travaux des Drs Quercia et Marino. 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). De ce fait, le nerf Trijumeau va mettre en lien la bouche, les yeux et les oreilles créant une même unité sensorielle.

Dans la vidéo ci-dessous le Dr Quercia  nous parle de l’importance de la proprioception dans la localisation spatiale des informations sensorielles. Il explique, notamment, qu’il y a dans le colliculus supérieur des cellules qui réagissent à la localisation spatiale, à l’audition, la vision, la proprioception et que les neurophysiologistes ont démontré qu’une information sensorielle est mieux codée si le sujet la localise correctement dans l’espace : si les informations sensorielles sont congruentes, la réponse du neurone est supérieure (à 3’25 dans la vidéo).

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En cas de dysproprioception, les informations sensorielles qui arrivent au cerveau ne sont pas congruentes. Dans l’hypothèse proprioceptive, un nombre trop important d’erreurs causées par un trouble de la proprioception serait à l’origine d’une incohérence entre les différentes informations sensorielles parvenant au colliculus. Dès lors, ces nombreux biais perceptifs affecteraient le traitement de ces informations et seraient responsables de l’apparition de troubles développementaux de l’attention visuelle et auditive. (Nda :  Je me demande si les hypopnées nocturnes liées à un dysfonctionnement proprioceptif de l’appareil manducateur ne peuvent pas avoir un impact sur la production des neurotransmetteurs .  )

Dans l’hypothèse de Michael Reber, c’est une hypersensibilité du colliculus  supérieur, lié à une forte augmentation de noradrénaline, qui est à l’origine d’un traitement défectueux des informations sensorielles, soit de troubles de l’attention visuelle.

Alors, qui était là en premier : l’œuf ou  la poule ? Le dysfonctionnement de la proprioception ou le dysfonctionnement du colliculus ?

Affaire à suivre …  (D’autant plus que la réponse à donner, dans un des deux cas,  peut être très différente de l’approche médicamenteuse ).

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Notes  :

(1) : TDAH et recherche française, Article sur les travaux du Pr Michael Reber

(2) : Pourquoi l’ophtalmologiste est-il concerné par la posturologie ? (Dr P.Quercia sur le site du SNOF)