Comment le cerveau élabore la conscience

L'automobiliste devant vous stoppe subitement, et vous vous retrouvez à freiner avant même de réaliser ce qui se passe. On pourrait parler d'un réflexe, mais la réalité sous-jacente est beaucoup plus complexe, et alimente une controverse qui dure depuis plusieurs siècles: la conscience est-elle un flux constant et ininterrompu, ou une série de petits blocs discontinus – comme les 24 images-seconde d'un film? Des scientifiques de l'EPFL et des universités d'Ulm et de Zurich viennent de proposer un nouveau modèle sur la manière dont le cerveau traite l'information inconsciente. Il suggère que la conscience n'intervient que dans des intervalles de 400 millisecondes – c'est à dire sans conscience entre les deux. Ce travail est publié dans PLoS Biology.

En continu ou image par image?

La conscience semble agir de manière continue: images, sons, odeurs et sensations tactiles se suivent sans interruption. Nous avons ainsi une image continue du monde qui nous entoure. Il semble que les sensations soient traduites de manière continue en perceptions conscientes: nous voyons les objets bouger doucement, nous entendons les sons en continu, et nous percevons les odeurs et les sensations de toucher sans interruption. Cependant, une autre école de pensée affirme que notre cerveau recueille les informations sensorielles seulement pendant de brefs instants, comme une caméra prenant des instantanés. Même s'il existe un nombre croissant de preuves contre l'idée de conscience «continue», il semble néanmoins que la théorie «discontinue» d'instantanés soit trop simple pour être vraie.

Michael Herzog à l'EPFL, en collaboration avec Frank Scharnowski à l'Université de Zurich, vient de développer un modèle, ou «cadre conceptuel», afin de comprendre comment la conscience pourrait réellement fonctionner. Pour ce faire, ils ont passé en revue les données d'expériences psychologiques et comportementales déjà publiées, qui visaient à déterminer si la conscience est continue ou discontinue. Par exemple, des expériences où l'on montre à un sujet deux images en succession rapide, pour lui demander de distinguer la différence entre elles, tout en observant son activité cérébrale.

Deux phases pour traiter l'information

Le nouveau modèle propose un traitement de l'information en deux phases. Le cerveau traite les détails spécifiques des objets, par exemple la couleur et la forme, et les analyse quasi continuellement et inconsciemment à une fréquence très élevée. Toutefois, le modèle suggère qu'il n'y a pas de perception du temps pendant ce traitement inconscient. Même les caractéristiques temporelles, comme la durée ou le changement de couleurs, ne sont pas perçus durant cette période. En fait, le cerveau représente cette durée comme une sorte de «nombre», de la même manière qu'il le fait pour la couleur et la forme.

Puis vient la phase consciente: le traitement inconscient est achevé. Le cerveau rend simultanément conscients tous les éléments. Cela forme l'image finale que le cerveau présente à notre conscience. En d'autre termes, après ce traitement inconscients nous sommes finalement conscients du stimulus.

Pourquoi l'inconscient doit rester inconscient

L'ensemble du processus, du stimulus à la perception consciente, peut durer jusqu'à 400 millisecondes. D'un point de vue physiologique, cela constitue un décalage considérable. «Le cerveau veut vous donner l'information la meilleure et la plus claire possible, et cela exige un certain temps, explique Michael Herzog. Il n'y a aucun avantage à vous faire connaître son traitement inconscient, parce que cela serait extrêmement déconcertant.» Le travail des chercheurs s'est concentré sur la perception visuelle, mais le décalage pourrait être différent pour une autre information sensorielle, par exemple auditive ou olfactive.

Ce modèle à deux phases offre une image plus complète de la manière dont le cerveau gère la conscience. Il permet de dépasser le traditionnel débat «continu contre discontinu». Mais surtout, il ouvre des perspectives sur la manière dont le cerveau traite le temps et le met en relation avec notre perception du monde.

Ce travail résulte d'une collaboration entre le Brain Mind Institute de l'EPFL, l'Université de Zurich et l'Université d'Ulm. Il a été financé par le Fonds National Suisse.

Source

Herzog MH, Kammer T, Scharnowski F. Time Slices: What is the duration of a percept?PLoS Biology 14(4): e1002433. 12 April 2016. DOI: 10.1371/journal.pbio.1002433

Press kit: http://bit.ly/23qInfQ_EPFL