Les bases neuronales de la conscience : une approche neurologique 2èmes Rencontres Franco-Chiliennes de Neurologie Valparaiso, Mars2008 Dr. Lionel Naccache Hôpital de la Pitié-Salpêtrière, Paris INSERM U562 Neuro-Imagerie Cognitive lionel.naccache@psl.aphp.fr

Exploration neuro-scientifique de la conscience Un « ménage à 3 » : . Neuropsychologie clinique . Imagerie cérébrale fonctionnelle . Psychologie cognitive expérimentale

Une définition opératoire : . Le rapport conscient ou la « rapportabilité » des états mentaux Un rapport pas nécessairement verbal

Siège de la conscience phénoménale visuelle

Toutes ces régions visuelles alimentent-elles le contenu de notre conscience ? ? ? ? ? ? ? ?

La première seconde de la lecture consciente d’un mot Marinkovic et al., Neuron 2003

La « vision aveugle » ou blindsight (Weiskrantz) X

La « vision aveugle » ou blindsight (Weiskrantz) « Je ne vois rien » Pourtant, en situation de choix forcé, le patient G.Y. discrimine les émotions faciales. De Gelder et al. Neuroreport 1999

Découverte d’une voie sous-corticale dont l’activation est corrélée aux performances de G.Y. amygdale colliculus supérieur Alors que l’ « aire fusiforme des visages» (FFA), alimentée par V1 n’est pas activée. Morris et al., Brain 2002

Cette voie, résiduelle chez GY, existe également chez l’homme sain 33 ms 167 ms 167 ms 33 ms Les sujets ne perçoivent consciemment qu’un visage émotionellement neutre (présentation «subliminale»)… Whalen et al. J. of Neuroscience 1998

> Mais la valence émotionnelle du premier visage inconsciemment perçu est traitée par l’amygdale 33 ms 167 ms >

Quelques conséquences : Compatible avec une conception Jacksonienne : «le traitement conscient est cortical ; le traitement inconscient est sous-cortical ». La vision consciente semble nécessairement associée à des traitements (thalamo)-corticaux.

Toutes les régions du cortex visuel appartiennent-t-elles à cet espace neural conscient ?

Agnosie visuelle aperceptive typique Patiente D.F., 34 ans anoxie cérébrale X Lésions bilatérales de la voie ventrale épargnant le cortex visuel primaire et la voie dorsale : Agnosie visuelle aperceptive typique

Goodale, Milner & al. Nature 1991

Dissociations dorso-ventrales chez le sujet sain, ou les neurosciences des illusions visuelles : Illusion d’Ebbinghaus Titchener Pince pouce-index non affectée par l’illusion Aglioti et al., Current Biology 1995

Il existe un « pilote automatique » inconscient de la main dans la voie visuelle dorsale X Pisella et al., Nature Neuroscience 2000

Quelques conséquences : La vision consciente semble associée à des traitements corticaux de la voie visuelle ventrale. Les traitements visuo-moteurs sous-tendus par la voie visuelle dorsale échappent souvent à notre contenu conscient.

Une théorie « radicale » : Voie ventrale & Conscience visuelle : une condition nécessaire et suffisante « we have two (largely) separate visual systems. One of them is dedicated to the rapid and accurate guidance of our movements…, and yet it lies outside the realm of our conscious visual awareness. The other seems to provide our perceptual phenomenology, … » A. David Milner, TICS 1998

Les activations de la «voie ventrale» s’accompagnent elles nécessairement d’une perception consciente ? D G 3D Le paradigme idéal: la négligence spatiale unilatérale => Déficits de la conscience phénoménale visuelle => Lésion pariétale droite => Intégrité possible de la voie ventrale

L’extinction visuelle + + > Rees et al., Brain 2000 Les stimuli non perçus consciemment sont traités par la voie visuelle ventrale !

Dehaene, Naccache, Cohen et al., Nature Neuroscience 2001

Le « circuit » cérébral de la lecture d’un mot consciemment perçu Dehaene, Naccache, Cohen et al., Nature Neuroscience 2001

L’« inconscient » est cortiqué ! Activation inconsciente de la voie ventrale Dehaene, Naccache, Cohen et al., Nature Neuroscience 2001

* Il n’existe pas « un centre unique» de la conscience. Synthèse : * Il n’existe pas « un centre unique» de la conscience. * Certains processeurs cérébraux ne participent jamais au contenu conscient (ex : colliculus supérieur). * Certains processeurs corticaux participent parfois au contenu conscient (ex : voie ventrale). * Lorsque nous sommes conscients de l’activité d’un processeur, celle-ci est : amplifiée (intensité & durée) accompagnée d’activations fronto-pariétales la résultante d’une allocation attentionnelle

Le modèle théorique de l’ « espace de travail global conscient » Un espace neural à géométrie variable Dehaene, Kerzberg, Changeux, PNAS 1998 ; Dehaene & Naccache, Cognition 2001

Les conditions d’accès à la conscience : Une information explicitement codée par le système nerveux (pas les pondérations synaptiques…). L’existence de connexions anatomiques bidirectionnelles entre un processeur et l’espace de travail global (« blindsight »). Un système d’amplification attentionnelle efficient (négligence, attention divisée). Un temps minimal est nécessaire (masquage, voie dorsale).

Le mécanisme de l’amplification attentionnelle Marinkovic et al., Neuron 2003

Le mécanisme de l’amplification attentionnelle Lamme, TICS 2003

L’amplification attentionnelle dans la voie ventrale Mot subliminal Mot conscient

L’amplification attentionnelle dans la voie ventrale Mots masqués Mot Présent Mot absent Gaillard, Naccache et al., Neuron 2006 Mots visibles

L’amplification attentionnelle dans la voie ventrale Mots présents Mots absents Mots masqués L’amplification attentionnelle dans la voie ventrale Mots visibles Augmentation de la communication entre cette électrode et une électrode distante

L’amplification attentionnelle dans l’amygdale Naccache, Gaillard et al., PNAS 2005

Le modèle théorique de l’ « espace de travail global conscient » Un espace neural à géométrie variable Dehaene, Kerzberg, Changeux, PNAS 1998 ; Dehaene & Naccache, Cognition 2001

Muchas Gracias para su atencion !