Dans cet article de blog, nous explorons si le connectome — le réseau de connexions neuronales au sein du cerveau — peut aider à percer les secrets de l'esprit humain, de la mémoire et de la personnalité.
Depuis que l'humanité a pris conscience de l'existence de l'esprit, elle n'a cessé de chercher à le comprendre. Cette quête a donné naissance à la philosophie de l'esprit, discipline académique qui étudie la relation entre les phénomènes mentaux et le corps physique. Une question centrale de cette recherche est de savoir si le corps et l'esprit forment une seule et même entité ou s'ils sont distincts. Descartes, par exemple, défendait le dualisme corps-esprit, arguant que l'être humain est un être où le corps physique et l'esprit coexistent en tant qu'entités distinctes. Bien qu'il ait perdu en crédibilité en proposant une réponse quelque peu vague – l'interaction des deux substances au niveau de la glande pinéale – à la question « Comment, dès lors, le corps et l'esprit, pourtant si différents, peuvent-ils interagir ? », son œuvre est importante car elle a marqué le début d'une discussion sérieuse et systématique sur l'esprit humain, un sujet débattu depuis l'Antiquité.
Par la suite, les progrès scientifiques ont révélé que le cerveau constitue le centre névralgique des activités physiques et mentales humaines. Dès lors, les chercheurs se sont attachés à comprendre le système nerveux dans son ensemble, y compris le cerveau, et à identifier les facteurs influençant l'activité mentale cérébrale. Les premières théories étaient influencées par la phrénologie, une discipline qui cherchait à déduire la personnalité et les traits psychologiques humains à partir de la forme du crâne. À l'époque, la phrénologie défendait une théorie parallèle, affirmant que l'analyse du crâne pouvait révéler la structure du cortex cérébral. Se fondant sur cette théorie, les chercheurs étudiant le cerveau à cette époque soutenaient que la taille du cerveau influençait l'activité mentale humaine. Ils ont même produit des résultats expérimentaux suggérant une relation entre la taille du cerveau et l'intelligence ; cependant, il ne s'agissait que d'une simple corrélation et cela ne prouvait pas que les personnes ayant un cerveau plus volumineux possédaient nécessairement une intelligence supérieure. Par la suite, les chercheurs ont reconnu les limites de la phrénologie et ont déplacé leur attention de la taille globale du cerveau vers sa localisation, proposant l'hypothèse que des régions spécifiques du cerveau remplissent des fonctions distinctes. Plusieurs événements ont influencé le développement de cette hypothèse. Un incident de ce genre concerne un ouvrier du bâtiment qui a survécu à la perforation de son crâne par une barre d'armature, mais dont la personnalité a changé si radicalement qu'il est devenu une personne totalement différente. Par ailleurs, les recherches étayant cette hypothèse comprennent la découverte de l'« aire de Broca » par le chirurgien français Paul Broca, qui a étudié un patient incapable de parler couramment mais possédant des mécanismes normaux de compréhension et de production du langage, et la découverte de l'« aire de Wernicke » par Carl Wernicke, qui a traité un patient capable de former des mots mais incapable de les combiner pour créer du contexte. Cependant, il existe des cas où la valeur de telles recherches est quelque peu sous-estimée. On peut citer l'exemple de la guérison d'un enfant ayant subi une intervention chirurgicale pour l'ablation de l'un des deux hémisphères cérébraux. Les enfants souffrant de crises d'épilepsie fréquentes et suffisamment graves pour provoquer une faiblesse physique et mentale extrême subissent souvent ce type d'interventions neurochirurgicales lourdes. Alors qu'on pourrait s'attendre à ce qu'ils soient totalement incapables de bouger le côté du corps opposé à l'hémisphère retiré, ces enfants sont non seulement capables de marcher, mais parfois même de courir. Leurs capacités intellectuelles restent globalement intactes ; en fait, une fois les crises guéries, ils présentent parfois même des capacités intellectuelles supérieures. Ceci démontre qu'une réorganisation fonctionnelle peut se produire au sein du cerveau, et un nouveau défi se pose : plutôt que d'étudier les fonctions de régions cérébrales spécifiques, il nous faut expliquer comment ces fonctions sont générées et comment une réorganisation fonctionnelle peut avoir lieu.
La théorie proposée pour relever ce nouveau défi auquel sont confrontés les chercheurs en neurosciences est la « connectomique ». Un connectome est une carte complète des connexions entre les neurones – les cellules nerveuses du cerveau – et peut être vu comme une sorte de schéma de circuit. Les chercheurs en connectomique expliquent que toutes les expériences et caractéristiques humaines sont enregistrées dans ces connexions neuronales et s'expriment à travers elles ; ils suggèrent qu'en étudiant le connectome du cerveau humain, nous pouvons découvrir comment la mémoire, la personnalité et les talents sont stockés et utilisés dans le cerveau. Prenons un exemple pour comprendre la connectomique. On peut considérer que la capacité à faire du vélo se développe lorsque les neurones responsables des muscles impliqués dans le pédalage et ceux impliqués dans l'équilibre se connectent, en fonction des expériences et des souvenirs acquis lors de l'apprentissage. Autrement dit, les neurones forment des connexions et les renforcent ; si nous ne faisons pas de vélo régulièrement, ces connexions s'affaiblissent et peuvent même se réorganiser. En bref, la connectomique est un domaine d'étude qui explique les activités physiques et mentales humaines par la connexion, le renforcement et la réorganisation des neurones. À mesure que la connectomique progressera, la compréhension du processus de connexions neuronales pourrait contribuer à favoriser l'intelligence, et la réorganisation pourrait être utilisée dans les processus de réadaptation des patients.
