La conscience corporelle au rythme d'un battement de coeur

© 2016 EPFL

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Grâce à une expérience de réalité virtuelle, des neuroscientifiques de l'EPFL ont montré comment le cerveau reçoit des signaux du rythme cardiaque pour générer la conscience de soi corporelle.

La conscience corporelle fait partie intégrante de notre vie quotidienne. Elle nous permet de savoir instinctivement où nous sommes dans l'espace et comment nous nous déplaçons. Quoique cela puisse paraître trivial, cette fonction exige de notre cerveau énormément de calcul et de traitement de données. Mais comment le cerveau fait-il pour produire et réguler cette conscience corporelle ? Au moyen d'une expérience de réalité virtuelle, des scientifiques de l'EPFL viennent de montrer que la conscience corporelle implique le traitement, par le cerveau, du rythme cardiaque. Ce travail est publié dans Journal of Neuroscience.

Le laboratoire d'Olaf Blanke à l'EPFL a mis au point une expérience combinant l'imagerie cérébrale, l'analyse du pouls et la réalité virtuelle. Les participants portaient un casque de réalité virtuelle et une coiffe à encéphalogramme à haute densité, tandis que leur pouls et leur activité cérébrale étaient mesurés simultanément, de manière à contrôler la réponse du cerveau au coeur tout au long de l'expérience.

L'étude, qui prolongeait de précédentes recherches du groupe, était dirigée par le postdoctorant Hyeong-Dong Park. Les chercheurs se sont spécifiquement concentrés sur une partie du cerveau nommée le «cortex cingulaire postérieur» et l'«insula». Ces deux aires reçoivent des signaux en provenance des organes internes, et gèrent également l'information spatiale du corps.

La conception expérimentale (© Journal of Neuroscience)

Dans le casque à réalité virtuelle, les participants regardaient une image de leur dos en position assise. Par intervalles irréguliers, ils recevaient de légers coups de bâton dans le dos, ce qui jouait le rôle de stimulus pour tester leur conscience corporelle au moment où ils voyaient le bâton toucher leur dos dans la réalité virtuelle. Ensuite, l'action était réalisée dans la réalité, avec un décalage dans le temps.

Une fois l'expérience terminée, on a demandé aux participants de rendre compte de leur niveau d'auto-identification avec l'avatar qu'ils avaient vu. L'étude a montré que la réponse du cingulaire postérieur et de l'insula aux signaux du pouls reflétait les changements de l'auto-identification consciente du participant provoqués par l'expérience de réalité virtuelle. Comme le dit l'auteur: «Notre découverte apporte une preuve neurale importante: que la conscience corporelle est liée au traitement cortical des signaux interne du corps.»

Il s'agit là d'une confirmation expérimentale importante d'une idée déjà ancienne: que la conscience corporelle est liée aux signaux fournis par nos organes. Cette théorie a influencé tant la philosophie que la psychologie (par exemple chez William James), mais elle manquait jusqu'ici d'un support expérimental incontestable, malgré divers éléments de preuve qui la lient à la neuroscience moderne.

Cette étude fournit un lien expérimental entre la cartographie corticale du corps interne dans le cerveau, et la conscience corporelle réelle, ce qui déplace la recherche du domaine de la philosophie à celui des sciences empiriques; Les découvertes de l'étude pourraient aussi s'avérer importantes pour des traitements futurs de la douleur chronique au moyen de la technologie de la réalité virtuelle, qui sont aussi explorés par le laboratoire de Blanke.

Ce travail a été financé par la Fondation Bertarelli.

Référence

Park H-D, Bernasconi F, Bello-Ruiz J, Pfeiffer C, Salomon R, Blanke O. Transient Modulations of Neural Responses to Heartbeats Covary with Bodily Self-Consciousness. The Journal of Neuroscience, 10 August 2016, 36(32):8453–8460. DOI: 10.1523/jneurosci.0311-16.2016