D’où viennent les images formées dans notre cerveau ?

Même paupières closes, il arrive que votre cerveau continue à « voir » des scènes, un peu comme si une caméra enregistrait sans capteur. D’où vient cette capacité ?

Si l’on vous propose d’évoquer mentalement un chat ou un chien sans en avoir devant vous, votre cerveau peut quand même faire surgir une image. Cette représentation ne s’appuie sur rien d’autre que vos connexions synaptiques : l’organe cérébral sait reconstruire, compléter et simuler ce qui manque. Un mécanisme discret, à l’œuvre des dizaines de fois par jour, qui bouche les trous de la perception et nous donne l’impression d’un monde visuel continu.

C’est précisément ce que les neurosciences appellent l’imagination : l’aptitude du cerveau à traiter et remanier des informations sensorielles sans stimulus externe, en puisant dans sa bibliothèque de souvenirs. Mais où se logent, dans les replis de la matière grise, ces « archives » de nos yeux ? Interrogé par le média NPR, Varun Wadia, chercheur au Cedars-Sinai Medical Center et au California Institute of Technology, s’est attaqué à la question avec son équipe : percevoir et imaginer, est-ce réellement deux opérations distinctes ? Leurs résultats ont été publiés le 9 avril dans la revue Science.

D’où viennent nos images mentales ?

Pour démêler ce qui relève de la perception et ce qui relève de l’imagination, Wadia et ses collègues ont recruté seize personnes : des patients hospitalisés pour épilepsie, déjà équipés d’électrodes intracérébrales destinées à repérer l’origine de leurs crises. Implantées directement dans le tissu cérébral, ces électrodes permettaient d’observer l’activité de neurones individuels parmi les quelque 86 milliards que compte un cerveau humain. Les scientifiques ont ainsi cartographié en temps réel l’activité de plus de 700 neurones par participant, une finesse d’observation hors de portée de l’IRM (imagerie par résonance magnétique).

Les participants ont d’abord regardé des séries d’images - visages, animaux, objets du quotidien ou plantes - pendant que les chercheurs enregistraient, dans une zone impliquée dans la reconnaissance visuelle, le cortex temporal ventral, quels neurones répondaient à chaque image et avec quelle intensité.

Le cortex temporal ventral et l’imagination : les mêmes neurones à l’œuvre

Dans un second temps, on leur a demandé, les yeux fermés, d’imaginer ces mêmes catégories d’objets. L’idée de départ était intuitive : en l’absence de toute stimulation rétinienne, l’imagination aurait dû se traduire par une activité neuronale plus faible, moins précise, comparée à la vision directe.

Or, les mesures ont révélé l’inverse. Environ 40 % des neurones activés lors de la perception se sont de nouveau activés pendant l’imagination, avec une intensité du même ordre. Autrement dit, la fabrication d’images mentales mobilise les mêmes neurones ; ce qui change, c’est l’origine de l’information. La perception s’alimente à l’extérieur, l’imagination à l’intérieur, mais le cortex temporal ventral, lui, traite les deux de façon presque identique. La « copie » neuronale était même suffisamment fidèle pour que les chercheurs puissent déterminer en direct ce que le patient était en train d’imaginer, ainsi que le degré de détail de cette représentation.

« L’imagination est plus importante que le savoir », disait Albert Einstein ; une phrase volontairement provocatrice, qui pourrait presque passer pour un sacrilège lorsqu’on se rappelle qu’elle émane de l’un des plus grands scientifiques de l’histoire. Cette étude semble pourtant lui donner raison, d’une manière qu’il n’aurait sans doute pas exprimée ainsi. Il ne s’agit pas tant de soutenir que l’imagination - ou la mentalisation d’images - serait supérieure à la connaissance parce qu’elle franchirait les frontières du perceptible. L’idée, au contraire, est qu’elle lui ressemble au point d’être presque impossible à distinguer au niveau neuronal : le cerveau traite de façon comparable les informations, qu’elles viennent du dehors ou du dedans. Sans le savoir, Einstein pointait donc deux manifestations d’un même mécanisme cérébral : l’une orientée vers le monde, l’autre tournée vers soi - une boutade de génie que les neurosciences prennent désormais au pied de la lettre.