La synchronie neuronale : une solution au problème du temporal binding dans l ’approche scientifique de la conscience

Conscience Champ Psychologie/Philosophie  Neuroscience/ technologie  Champ scientifique  conscience = processus neurobiologique/structure du cerveau PROBLEME - comment élaborer une science de la conscience?

Théorie scientifique de la conscience Problèmes : expliquer l ’intégration de plusieurs systèmes ( sensoriel, mémoire, moteur, etc) intégration  émergence de la conscience comment sélectionner des informations ?

Binding : Théorie et conscience 1- Crick - Koch : propose une théorie du binding pour expliquer consc. sensoriel 2- Damasio : conscience d’un contenu mental = liaison d’ info distribuées dans le cerveau Newman - Baars : système Thalamo-cortical impliqué dans le « work-space »

Perception de l’environnement Arousal : activation de différents modules non-spécifiques Segmentation : répartition des tâches et intégration Selection : contrôle de l’accès à la conscience (attention) Working memory : « espace de travail » de la conscience

Un exemple : le traitement de l’information visuelle Un traitement en parallèle Différents niveaux de traitement Comment relier ces différents modules ?

Le Binding Problem Une solution proposé : la synchronie neuronale à plusieurs niveaux

Hypothèse du temporal binding Hypothèse théorique - neurones qui répresentent le même objet ont un pot.action avec une synchronie temporelle de millisecondes. Sélection de neurones activés par un même object. Temporal Binding peut expliquer conscience ( Crick/Koch) 2001- hypothèse thèorique

OBJECTIF Démontrer que le temporal binding est un pré requis pour l ’émergence de la conscience

Plusieurs échelles : entre 2 neurones Enregistrement unitaire

Plusieurs échelles : entre 2 neurones Corrélation croisée

Plusieurs échelles : potentiels de champ locaux Utilisation d’électrodes intra-craniennes Respiration, synchronie

Plusieurs échelles : potentiels de champ locaux Plusieurs synchronies Raster-plots et fluctuations de l’activité moyenne

Plusieurs échelles : vastes aires Utilisation de l’électro-encéphalographie (non invasive) Sommeil (BF) Augmentation d’énergie après 300 MS

La synchronie et le traitement de l’information visuelle chez le chat anesthésié Gamma band (20-80 Hz) Fenêtre de coïncidence de 10 ms Synchronie chez de nombreuses espèces, éveillé ou non 40-60 Hz 40-120 Hz

Synchronie et arousal : expérience Simulation de l’état éveillé par excitation de la formation réticulée Stimulus visuel Enregistrements dans le cortex strié droit et gauche

Synchronie et arousal : résultats Asynchronie Synchronie à l’état éveillé entre les aires visuels Recrutement et répartition

Synchronie et sélection : expériences/résultats Enregistrements de contrôle pour stimulus droit et gauche Rivalité entre les 2 stimuli Sélection de l’aire associée la plus synchrone

Synchronie et action : expérience Stimulation de deux points distincts de la zone impliqué dans le mouvement oculaire Stimulation séparée : contrôle

Synchronie et action : résultats La synchronie totale ou le décalage induisent une variation dans l’amplitude du mouvement oculaire Intervention de la synchronie dans les sorties motrices Stimulations en 1 et 2 synchrone décalé de 5 ms

L’expérimentation chez l’homme Chez l’animal Problème de la conscience Possibilité de mesure invasive Chez l’homme Conscience indiscutable Problème de mesure (éthique) Possibles mesures intra cranienne (ex.: épileptiques)

La synchronie à tous les niveaux de la conscience NCC = Neuronal Correlate of Consciousness

D’autres rôles Mémoire à long terme et potentialisation neuronale

Mais…….. Intervention de résonance et de détection des coïncidences encore méconnues Nécessité de construire des modèles pouvant traiter de si grandes quantités d’information en parallèle