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Posté par Isabelle le Dimanche 15/05/2011 à 00:00
Vidéo: signature neuronale de la conscience
Une signature neuronale de la conscience découverte grâce à l'étude des comas. Des études récentes ont démontré que des patients avec des dommages très sévères du cerveau et qui présentent peu de signes extérieurs de perception ou de compréhension peuvent ressentir la douleur (La douleur est la sensation ressentie par un organisme dont le système nerveux détecte un stimulus nociceptif. Habituellement, elle correspond à un signal d'alarme...) et même avoir un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de conscience (1). Dès lors, de meilleures méthodes d'évaluation de la conscience chez ces patients pourraient aider les médecins à mieux les traiter et préciser leur pronostic ; elles pourraient aussi donner aux familles une indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) sur le fait de savoir si leur proche est conscient ou non de leurs visites.


Une nouvelle porte s'ouvre sur la conscience - Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Liège

Cette semaine, dans la revue Science, une étude liégeoise décrit un nouveau "test de la conscience" qui pourrait représenter une étape dans cette direction. L'équipe a enregistré les réponses électriques du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité volontaire, et...) à différents types de "clics" auditifs en utilisant l'électroencéphalographie (EEG) à haute densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est...). En utilisant un modèle mathématique (Un modèle mathématique est une traduction de la réalité pour pouvoir lui appliquer les outils, les techniques et les théories mathématiques, puis généralement,...) sophistiqué, les chercheurs ont pu identifier une signature neuronale de la conscience qui est présente chez les personnes saines et chez des patients avec un niveau minimal et fluctuant de conscience, mais pas chez les patients inconscients ou "végétatifs" (3). L'étude représente un pas de plus vers notre compréhension d'une des plus grandes énigmes scientifiques: comprendre comment émergent, de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...) des millions de milliards de connexions du cerveau humain, la perception consciente et nos pensées. (2)


L'enregistrement des réponses électriques du cerveau à différents tonalités (en utilisant l'électroencéphalographie à haute densité) a identifié une boucle de communication dans la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et possède...) grise nécessaire à la conscience humaine et permet de faire un meilleur diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation, distinction“ et...) après un coma (Le terme « coma » signifie « sommeil profond » en grec ancien. Le coma est une abolition de la conscience et de la vigilance...).
© comascience.org ULg

Les recherches cliniques dirigées par Mélanie Boly et Steven Laureys au Coma Science Group (Centre de recherches du Cyclotron (Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en 1931. Dans un cyclotron, les particules placées dans un champ magnétique suivent une trajectoire en forme de spirale et sont accélérées par...) et Service de neurologie (La neurologie est la discipline médicale clinique qui étudie l'ensemble des maladies du système nerveux, et en particulier du cerveau. Cette...) de l'ULg et CHU de Liège) ont collecté des enregistrements EEG chez 22 volontaires sains et 21 patients qui ont survécu à un coma. Parmi ceux-ci, 8 étaient dans un état d'éveil inconscient (dit "végétatif"), caractérisé par la présence de réponses réflexives, et 13 étaient dans un état de "conscience minimale", une atteinte moins profonde dans laquelle les patients ont des épisodes occasionnels de réactivité (par exemple, suivre une personne des yeux ou repousser une stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui...) douloureuse).


Une stimulation auditive active les cortex auditifs (en rouge) primaires (1) et associatifs (2), mais la perception consciente dépend de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) d'un large réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est...) frontopariétal (en bleu). L'étude des patients apprend que les connexions descendantes ("top-down") sont critiques à l'émergence de la conscience. Cette boucle de rétroaction (flèche bleue) est préservée chez des patients en état de conscience minimale mais défaillante chez des patients inconscients (dits en "état végétatif").
© comascience.org ULg

Les chercheurs ont fait les enregistrements EEG alors que les sujets écoutaient une série de tonalités. Des études antérieures avaient révélé que la réponse électrique du cerveau change quand la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi...) des tonalités change. Cette réponse diminue pendant le sommeil (Le sommeil est un état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la réception sensitive) du monde extérieur, accompagnée d'une diminution progressive du tonus musculaire, survenant à...) et sous anesthésie (Le mot anesthésie provient du grec (αισθησις: faculté de percevoir par les sens) combiné à l'alpha (α)...), suggérant ainsi aux chercheurs qu'elle pouvait être un indicateur de la conscience. Les recherches de l'équipe liégeoise ont établi que chez les patients inconscients ou "végétatifs", cette réponse était faible et fugace, d'une durée inférieure à un dixième de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle plan. La...).

Pour enquêter sur les raisons du caractère transitoire de cette réponse, le Dr Mélanie Boly et ses collègues ont collaboré avec le neuroscientifique Karl Friston et son équipe de l'University College de Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans par les Romains, la ville est aujourd'hui devenue un centre culturel, commercial et...), qui ont développé des méthodes mathématiques permettant aux chercheurs de déduire le réseau de régions cérébrales dont l'activité donne lieu à un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour communiquer...) EEG. Les études antérieures de l'équipe liégeoise avaient déjà permis d'identifier un "réseau de la conscience" comprenant la matière grise fronto-pariétale et de mettre en évidence le rôle critique de la communication ou la connectivité dans ce réseau.

Le recours à la technique de leurs collègues anglais a permis aux chercheurs liégeois de valider leur hypothèse et préciser les mécanismes. "Notre étude suggère que pour être conscient, il faut des connexions descendantes ("top-down") complétant une boucle de rétroaction", explique le Dr Mélanie Boly. Le Pr Steven Laureys insiste: "Ce n'est encore qu'un début, des études en cours vont évaluer la valeur pronostique de cette nouvelle technique."

Notes:

(1) Willful modulation of brain activity in disorders of consciousness, Monti MM & Vanhaudenhuyse A, Coleman MR, Boly M, Pickard JD, Tshibanda JF, Owen AM, Laureys S
New England Journal of Medicine (2010) 362(7):579-89. Lire l'article de vulgarisation sur le site Reflexions de l'Université de Liège, Un improbable dialogue (Le dialogue est une communication entre deux ou plusieurs personnes ou groupes de personnes. Il doit y avoir au minimum un émetteur et un récepteur. Une donnée émise, c'est le message. Un code, c'est la langue et/ou le jargon. Un objectif, c'est...), mars 2010.

(2) Preserved feedforward but impaired top-down processes in the vegetative State, Boly M, Garrido MI, Gosseries O, Bruno MA, Boveroux P, Schnakers C, Massimini M, Litvak V, Laureys S, Friston K, article publié dans la revue Science ce 13 mai 2011.

(3) Un patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) en état "végétatif" montre uniquement des mouvements réflexes. S'il peut faire plus que des mouvements réflexes mais sans possibilités de communiquer, le patient est décrit en état de conscience minimale. Un patient en état végétatif présente un moins bon pronostic médical que celui en état de conscience minimale. Etablir le bon diagnostic est important non seulement pour les décisions de fin de vie (La vie est le nom donné :) mais aussi pour l'accompagnement thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.) et antidouleur. En effet, l'équipe de l'Université de Liège a récemment montré que les patients en état de conscience minimale ressentent la douleur (M. Boly et al., Lancet Neurology, 2008) ainsi que les émotions (S. Laureys, Neurology, 2004).


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Source: Université de Liège
 
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