lundi, 11 mai 2015
La dynamique des réseaux complexes éclaire la perte de conscience associée au sommeil
En préparant ma présentation de ce soir sur l’infiniment complexe (voir le premier lien ci-bas) où je tenterai de montrer comment les 100 milliards de milliards de milliards de quarks et d’électrons qui forment un être humain lui permettent de prendre conscience de lui-même et du cosmos qui a rendu possible son existence (rien que ça…), je suis retombé sur un billet écrit ici il y a un mois sur la conscience comme dissolution temporaire des réseaux fonctionnels du cerveau.
Et j’en parlerai brièvement ce soir car cette réduction soudaine de la modularité fonctionnelle du cerveau au profit d’une communication neuronale à grande échelle observée lorsque l’on prend conscience d’un stimulus (ou de sa place dans l’univers…) constitue un bel exemple de l’aboutissement d’une tendance lourde depuis les débuts de l’évolution du vivant : la richesse croissante des relations entre les éléments des réseaux. Phénomène que l’on semble donc également constater avec la manifestation la plus élaborée des systèmes vivants, la conscience humaine. Car comme le rappelle Capra et Luisi dans leur beau livre The Systems View of Life : « Whenever we look at life, we look at networks.”
J’en étais donc à préparer quelques diapositives là-dessus quand je reçois la semaine passée l’annonce d’une conférence qui se tenait le jour même à l’Université Concordia, à Montréal. Donnée par le Dr Habib Benali, du Laboratoire d’Imagerie Fonctionnelle de la Faculté de Médecine Pierre et Marie Curie de Paris, elle était intitulée « Complex réorganization of brain integration during human non REM sleep » et faisait état de résultats publiés en 2012 dans la revue PNAS sous le titre « Hierarchical clustering of brain activity during human nonrapid eye movement sleep ».
À la lecture du résumé de l’article, on comprend assez vite qu’on a là quelque chose qui ressemble pas mal au phénomène inverse que l’étude de Douglass Godwin et son équipe ont observé à propos de la dissolution temporaire des réseaux fonctionnels du cerveau lors de la prise de conscience d’un stimulus. Car ce que Benali et ses collègues ont pour leur part observé grâce à une technique d’imagerie cérébrale mesurant la connectivité fonctionnelle entre différentes régions du cerveau, c’est une fragmentation modulaire de l’activité cérébrale quand on s’endort en sommeil profond et qu’on perd ce qu’on appelle la conscience. Et ils font l’hypothèse que cette réorganisation en de plus en plus de petites unités d’intégration modulaire qui apparaît avec le sommeil profond empêche le cerveau de faire cette intégration globale qui semble nécessaire à la conscience. Une hypothèse avancée il y a longtemps sur le plan théorique par Bernard Baars avec son espace de travail neuronal qui est appuyée par plusieurs données récentes dont celles de l’équipe de Godwin.
En mettant en parallèle ces deux expériences, on ne peut s’empêcher d’y voir, d’une part, quelque chose comme une tendance vers la mise en commun d’activité nerveuse dans de vastes réseaux cérébraux pour les phénomènes conscients et, d’autre part, une fragmentation modulaire en plus petites unités effectuant localement certaines computations pour les phénomènes inconscientes.
L’étude de Benali lève aussi un peu le voile sur certains paradoxes apparents, comme le fait que le cerveau demeure très actif, même quand on sombre dans l’inconscience du sommeil. Normal, car finalement il n’est pas moins actif, c’est juste que son activité est fragmentée en plus petits morceaux, plutôt que d’être partagée à grande échelle.
Mais aussi, comme je l’évoquais au début de ce billet, elle apporte un exemple de plus où ce que l’on considère comme un pas vers plus de complexité (dans ce cas-ci plus de conscience plutôt que moins) s’accompagne d’un accroissement et d’une complexification des interrelations entre les éléments d’un réseau. Comme ce fut le cas pour les réseaux métaboliques dans les premières cellules (ou systèmes autopoïétiques), lors du passage des unicellulaires aux pluricellulaires, ou encore avec l’apparition de cellules spécialisées, les neurones, capables d’intégrer de l’information et de former des réseaux dans lesquels circule rapidement des influx nerveux.
Bref, peu importe où l’on regarde la vie, on voit des réseaux, et les manifestations de plus en plus complexes de cette vie (comme la conscience humaine) s’accompagnent « comme par hasard » de la formation de réseau plus vastes et plus riches. Voilà en quelque sorte le fil directeur de ma présentation de ce soir. J’y retourne d’ailleurs à l’instant…
L’infiniment complexe : le labyrinth de nos réseux cérébraux
Complex reorganization of brain integration during human non REM sleep
Hierarchical clustering of brain activity during human nonrapid eye movement sleep
Au coeur de la mémoire | Comments Closed
