L’accumulation d’évidence comme mécanisme de la conscience

Résultats scientifiques Neuroscience, cognition

La manière dont nous percevons le monde et nous-mêmes est un sujet d’étude philosophique et scientifique majeur. Depuis peu, les neurosciences cognitives se sont emparées de ces questions : elles proposent de décrire les bases neurales de la conscience perceptuelle, c’est à dire l’expérience subjective associée au traitement d’un stimulus sensoriel, et de la conscience de soi, c’est à dire la capacité que l’on a de contrôler et surveiller nos propres états mentaux. Dans une étude récente publiée dans la revue Nature Communications, les scientifiques proposent qu'au-delà des simples corrélats cérébraux, la conscience perceptuelle et de soi font appel à un mécanisme neuronal commun : l’accumulation d’évidence.

Dans cette étude, les chercheurs ont enregistré l'activité neuronale d’un patient ayant reçu un implant dans une région encore peu explorée à cette échelle chez l’humain: le cortex pariétal postérieur. Lorsqu’un individu, confronté à une alternative, est amené à prendre une décision, cette région cérébrale est mise en œuvre pour accumuler de l’évidence en faveur d’une ou l’autre option. Dans ces expériences, il s’agissait pour le patient de détecter l'occurrence de vibrations tactiles de faible amplitude sur son poignet, puis de rapporter la confiance en chacune de ses réponses, c’est à dire la probabilité avec laquelle il pensait avoir détecté la vibration correctement. Ainsi, il pouvait par exemple rapporter être certain d’avoir perçu une vibration, ou au contraire douter de n’avoir rien perçu. La combinaison de ces jugements de détection et de confiance au sein de multiples essais a permis d’étudier simultanément le rôle du cortex pariétal postérieur pour la conscience perceptuelle et la conscience de soi. Les scientifiques ont notamment identifié des neurones accumulateurs d’évidence dont l’activité varie systématiquement selon les réponses de détection et de confiance. Ils ont pu reproduire ces résultats chez des volontaires sains et in silico, en développant un modèle computationnel qui considère qu'un stimulus est consciemment détecté si l’évidence accumulée atteint un seuil, et qui déduit la confiance comme étant la distance entre le maximum de l’évidence accumulée au cours du temps et ce seuil. Ce mécanisme permet de comprendre comment nous percevons la présence mais également l’absence d’évènements sensoriels dans notre environnement, ce qui restait jusqu'à présent inexpliqué.

Ces résultats ont des implications importantes, notamment en fournissant des preuves comportementales, neurales et computationnelles que conscience perceptuelle et conscience de soi sont profondément liées et reposent sur des mécanismes d’accumulation d’évidence essentiels à la prise de décision. Ces résultats pourraient avoir un impact allant au-delà de la recherche fondamentale, la signature de la conscience par l'accumulation d’évidence pouvant servir de marqueur objectif chez des individus qui ne peuvent pas rapporter leur expérience consciente comme les patients non-communicants, les nouveaux-nés … ou les animaux.

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© Michael Pereira
Figure : Lorsqu’une vibration tactile est appliquée sur le poignet d’un individu, des neurones du cortex pariétal postérieur accumulent de l’évidence sensorielle qui lui permettent de détecter cette vibration, et de fournir un jugement de confiance en sa réponse. Le graphique de droite représente le taux de décharge de ces neurones en fonction du temps nécessaire pour détecter la vibration: plus le taux de décharge neuronal augmente rapidement, plus le temps de réaction pour détecter la vibration est court, ce qui témoigne du mécanisme d’accumulation d’évidence opéré par ces neurones.

Pour en savoir plus :
Evidence accumulation relates to perceptual consciousness and monitoring
Pereira, M., Megevand, P., Tan, M., Chang, W., Wang, S., Rezai, A., Seeck, M.,
Corniola, M., Momjian, S., Bernasconi, F., Blanke, O., and Faivre, N.
Nature Communications, in press.
: https://www.nature.com/articles/s41467-021-23540-y

Contact

Nathan Faivre
Chercheur CNRS au Laboratoire de psychologie et neurocognition (CNRS/Université Grenoble-Alpes)
Michael Pereira
Postdoctorant au Laboratoire de psychologie et neurocognition (CNRS/Université Grenoble-Alpes)

laboratoire

Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition (CNRS/Université Grenoble-Alpes)
1251 Avenue Centrale, Grenoble, 38058