Repos conscient ou inconscient : des signatures d’activités cérébrales distinctes

Le cerveau est toujours actif au repos mais son activité est différente selon que le sujet est conscient ou non. Détecter ces variations pourrait permettre de dépister des signes de conscience chez des personnes dans le coma. C’est ce que vont tenter de faire les chercheurs auteurs de ces travaux.

Au repos, le cerveau se comporte différemment si l’individu est réveillé, c’est à dire conscient, ou endormi. C’est ce que viennent de montrer des chercheurs qui, grâce à l’IRM, ont décrypté l’activité cérébrale de singes dans ces deux situations : éveillée ou sous anesthésie. 

Plusieurs travaux avaient déjà montré que le cerveau au repos est actif et présente une activité spontanée permanente. Cette activité n’est pas stable dans le temps et les connexions entre différentes aires cérébrales varient, reflétant une succession de synchronisations et désynchronisations entre différentes aires. Mais l’organisation de cette activité demeurait mystérieuse : est-elle fondée sur un réseau logique de neurones connectés entre eux anatomiquement, ou dépend-elle d’un réseau fonctionnel plus complexe ? « Il est en effet important de distinguer le réseau anatomique, qui repose sur les liens physiques entre la matière blanche et des régions distantes du cerveau avec lesquelles elle est directement reliée, et le réseau fonctionnel, qui résulte de la synchronisation d’aires cérébrales distinctes sur le plan anatomique », précise Pablo Barttfeld*, coauteur de ces travaux. 

Vers un possible outil diagnostic

Dans les faits, les deux réseaux interviennent, mais leur contribution respective varie selon l’état de conscience ou d’inconscience de l’individu. Sous anesthésie, les connexions les plus fréquentes dérivent de connexions anatomiques. Mais elles attestent néanmoins d’un réseau pertinent pour traiter des informations. A l’inverse, quand le sujet est conscient, le patron de connexions est beaucoup plus complexe et transcende l’architecture anatomique du cerveau. Il présente en outre des corrélations positives ou négatives entre les régions : l’activation d’une aire peut être associée à l’activation ou au contraire la désactivation d’une autre aire. « Cette complexité, signe l’état de conscience. Elle pourrait servir de marqueur pour détecter des signaux de conscience au cours d’une anesthésie ou chez des patients dans le coma, présentant des lésions cérébrales. C’est d’ailleurs la prochaine étape de ces travaux, explique Pablo Barttfeld. Notre objectif est d’observer l’activité cérébrale de patients dans un coma profond ou en état végétatif pour voir si la nature des connexions peut servir d’outil diagnostic pour évaluer la présence et le niveau de conscience ».

Note

*unité 992 Inserm/CEA, Gif-sur-Yvette 

Source

P. Barttfeld et coll. Signature of consciousness in the dynamics of resting-state brain activity. Proc Natl Acad Sci USA, édition en ligne du 5 janvier 2015