Une étude financée par le FNS met en évidence des liens jusque-là inconnus entre le corps et le cerveau. Les résultats de cette recherche menée à l’Université de Fribourg montrent comment nos rythmes corporels influencent notre perception visuelle.
Prendre une grande inspiration pour avoir une vision plus claire est peut-être plus efficace qu’on ne le pense. La respiration a un impact physiologique sur la perception des stimuli visuels. C’est ce qui ressort des travaux de Juliane Britz, psychologue et neuroscientifique à l’Université de Fribourg. Elle a mis au point une expérience démontrant que les rythmes cardiaque et respiratoire ont un impact sur la façon dont nous prenons conscience d’un stimulus visuel. Les résultats de cette étude, financée par le Fonds national suisse (FNS), viennent d’être publiés dans la revue PNAS.
Voir une image sans s'en rendre compte
Pour cette étude, les volontaires ont observé un écran sur lequel apparaissaient brièvement des carrés gris, soit hachurés en diagonale dans un sens, soit dans l’autre. Après chaque stimulus visuel, on posait aux sujets deux questions : avaient-ils vu les motifs ou non, et quelle était leur orientation ? Le contraste des hachures était calibré pour que les participants les voient consciemment 50 % du temps. Cependant, même si elles n’étaient perçues consciemment qu’une fois sur deux, l’orientation indiquée était correcte 85 % du temps. Cela signifie qu’en suivant leur intuition – même sans savoir d’où elle venait – les sujets avaient plus souvent raison que s’ils avaient répondu au hasard. Il semble donc que les volontaires aient parfois traité les motifs sans s’en rendre compte.
Tout au long de l'expérience, des électrodes ont été utilisées pour mesurer l'activité électrique du cerveau (électroencéphalogramme, EEG) et du cœur (électrocardiogramme, ECG) des participants. Leur respiration a également été suivie à l'aide d'une ceinture mesurant le volume abdominal. La comparaison des signaux électriques du cerveau entre les cas où les sujets avaient vu les hachures ou non a permis au psychologue d'identifier des « marqueurs neuronaux de la conscience ».
Elle et son équipe ont ensuite comparé ces marqueurs neuronaux en fonction de la phase cardiaque. L’analyse a montré que si l’image était affichée alors que le cœur était détendu, les marqueurs de conscience apparaissaient environ 150 millisecondes plus tôt que si l’image était affichée alors que le cœur se contractait. La respiration a un impact similaire sur la perception visuelle, avec le même retard lorsque l’image apparaît à l’expiration plutôt qu’à l’inspiration.
Cette influence des rythmes corporels sur le cerveau est médiatisée par des récepteurs de pression dans les artères.
Juliane Britz, psychologue et neuroscientifique, Université de Fribourg
Ces derniers restent silencieux lorsque le cœur est détendu et que nous inspirons, mais s'activent lorsque le cœur se contracte et que nous expirons. Ils provoquent alors une sorte d'embouteillage neuronal qui retarde le traitement des stimuli visuels par le cerveau.
Deux circuits distincts vers la conscience
Cette découverte a également montré que différentes zones du cerveau sont sollicitées en fonction des signaux envoyés par le corps. Jusqu’à présent, on savait qu’une image est d’abord captée par le cortex visuel puis passe par d’autres régions du cerveau avant d’arriver au point où elle active la pensée consciente – le moment où le sujet se rend compte qu’il a vu les motifs. Les nouveaux résultats révèlent qu’au terme de cette voie de traitement cérébral, l’information visuelle peut suivre deux chemins différents. En présence de signaux corporels, elle passe par le cortex pariétal, tandis qu’en leur absence, elle passe par le cortex frontal voisin. L’existence de ces deux circuits parallèles apporte une nouvelle explication pour réconcilier le débat entre les spécialistes qui situaient l’émergence de la conscience dans le cortex frontal et ceux qui préféraient le cortex pariétal. « C’est simple, explique le chercheur. C’est comme s’il y avait deux modes d’activation possibles pour un stimulus visuel, selon qu’il y a des signaux provenant du corps ou non. » En fin de compte, ce sont les rythmes cardiaque et respiratoire qui déterminent, via des récepteurs de pression dans les artères, quelle voie cérébrale empruntera la perception visuelle.
Juliane Britz insiste sur le caractère fondamental de l'étude et préfère ne pas spéculer sur les raisons pour lesquelles les cycles corporels affectent les marqueurs neuronaux de la conscience. « Ces résultats résolvent la controverse autour des marqueurs neurophysiologiques de la conscience et de la zone du cerveau dans laquelle ils se produisent. » Et pour elle, le principal enseignement est simple : il faut moins « centrer le cerveau » en neurosciences. « Les signaux corporels, qui sont souvent écartés et considérés comme du bruit, ne doivent plus être ainsi écartés. Le cerveau n'est pas indépendant du corps. »
