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Bruno Dubuc, Patrick Robert, Denis Paquet et Al Daigen






Lundi, 20 mars 2017
Une première carte sémantique sur le cortex humain

Il y a de ces études qui sortent avec une vidéo et qui, pour le meilleur ou pour le pire, attire notre attention et nous arrachent spontanément un “wow” d’admiration. C’est le cas de celle dont j’aimerais vous parler aujourd’hui qui me semble plutôt du « bon côté de la Force »…

L’étude publiée en avril dernier dans la revue Nature est le fruit du travail d’Alexander Huth et de son équipe. Intitulée « Natural speech reveals the semantic maps that tile human cerebral cortex”, elle dresse pour la première fois une carte sémantique de nombreux concepts et mots entendus dans un récit. Les caractéristiques de cette carte sémantique et les techniques complexes qui ont été nécessaires pour l’établir sont résumées dans la page explicative du laboratoire de Jack Gallant, le chercheur sénior associé à cette étude. Voilà un effort de vulgarisation sous forme de FAQ sur l’étude et la vidéo qui la présente qui mérite d’être souligné. Si vous lisez l’anglais, vous y trouverez détails essentiels pour comprendre ces fascinants travaux. Sinon, je vous résume ce résumé ci-dessous…

Mais juste avant, rappelons deux ou trois trucs sur la mémoire pour bien comprendre de quoi il est ici question. On a hérité de notre longue évolution différents systèmes de mémoire qui cohabitent et interagissent dans notre cerveau. Comme nous sommes de drôles de bestioles parlantes, nous avons développé un type de mémoire associé à cette faculté, la mémoire dite déclarative. C’est elle qui est mise en jeux dès que l’on se rappelle quelque chose avec le langage, que ce soit un souvenir personnel (mémoire épisodique) ou l’une de nos nombreuses connaissances générales sur le monde (mémoire sémantique).

Dans les deux cas, on sait qu’une structure particulière de notre cerveau, l’hippocampe, est très impliquée dans l’encodage et le stockage temporaire de ce type de souvenirs. Je dis temporaire car de nombreux cas de lésion, dont le fameux patient H.M., ont montré qu’après quelques années les souvenirs se retrouvent stockés dans l’ensemble de notre cortex (l’hippocampe est aussi du cortex, mais une toute petite et très ancienne portion de celui-ci). Et c’est donc sur cette vaste surface corticale que l’étude d’aujourd’hui a réussi à cartographier des contenus sémantiques commun à toutes les personnes parlant une même langue.

Un mot encore, avant de détailler un peu ce que cette carte dit et ce qu’elle ne dit pas, sur la trace physique d’un souvenir dans notre cerveau. Loin d’être stockée comme les « 0 » et les « 1 » d’un ordinateur, les traces de nos souvenirs se matérialisent dans ce qu’on appelle des « engrammes ». Un engramme est simplement une assemblée ou une coalition de neurones dont les connexions ont été renforcées et qui ont donc tendance à s’activer préférentiellement ensemble. Et c’est cette activation qu’un appareil d’imagerie cérébrale par résonance magnétique fonctionnelle (fIRM) peut capter si telle ou telle région est par exemple « réveillée » par l’écoute de mots dans un récit lu au sujet, comme dans le cas de l’étude qui nous intéresse ici.

Le premier phénomène que cette étude montre clairement est que c’est l’ensemble du cortex de nos deux hémisphères cérébraux qui est impliqué dans la représentation de domaines sémantiques spécifiques (mots, concepts, etc.).

La deuxième observation, qui confirme l’organisation en réseaux du cerveau, est qu’un domaine sémantique donné est représenté à plusieurs endroits tant dans l’hémisphère gauche que dans l’hémisphère droit. Cela appuie ce que d’autres travaux avaient commencé à montrer, à savoir que l’hémisphère droit participe autant que le gauche (l’hémisphère dit « dominant » pour le langage chez la majorité des gens) à la compréhension du langage.

Cela montre aussi à quel point il n’y pas de « centre de » quoi que ce soit dans le cerveau et que la spécialisation cérébrale stricte y est rarissime, comme le rappelait Michael Anderson dans son livre After Phrenology en s’appuyant, entre autres, des travaux de Russell Poldrack sur les activations plus fréquentes de l’aire de Broca pour des tâches non langagières que liées au langage.

Mais pour en revenir à la carte sémantique de Huth et ses collègues, elles viennent raffiner ce que certains appellent, comme Laurence Barsalou, des représentations « modales », c’est-à-dire une implication des régions sensori-motrices pour représenter des concepts, même abstraits (ce que les conceptions amodales du cognitivisme de la première heure se refusait à faire). Je pense à l’exemple donné dans la vidéo de concepts comme « rayé » ou « coloré » qui se retrouvent naturellement engrammés dans le cortex visuel.

Enfin, même si les cartes sémantiques de différents individus se distinguent dans les détails, il est clair en les considérant dans leur ensemble que les mêmes genres de concepts sont représentés dans à peu près les mêmes régions corticales. Et cela est tout à fait en accord avec les deux grandes influences qui structurent le système nerveux humain : les plans généraux de nos grandes voies nerveuses qui sont communes à tous parce que codés par nos gènes, eux-mêmes le résultat de notre longue histoire évolutive; et une variabilité dans les « petites routes » de ces connexions due aux interactions d’un individu avec son environnement depuis son plus jeune âge. C’est la métaphore du torrent, pour qui connaît mon faible pour celle-ci.

Car comme le dit si bien Hélène Trocme-Fabre, « apprendre, c’est accueillir le nouveau dans le déjà là ». Cette carte sémantique confirme de belle façon que nous avons tendance à créer l’engramme d’un nouveau concept aux endroits de notre cerveau où sont déjà engrammés des concepts similaires.

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Lundi, 13 mars 2017
Nous sommes le fruit de processus dynamiques à différentes échelles de temps

Je donnais la semaine dernière un cours à l’Université du troisième âge de Vaudreuil-Dorion sur la plasticité du système nerveux. Pour l’introduire, j’ai voulu situer la capacité de nos réseaux neuronaux à se réorganiser constamment durant toute notre vie dans une perspective plus large. J’ai voulu, en fait, rappeler que de tels processus dynamiques sont aussi présents à des échelles de temps bien différentes dans le monde animal. Cela a donné le petit tableau ci-dessous qu’il m’a semblé pertinent de présenter ici. J’en décrirai donc très brièvement les quatre cas de figure en insérant quelques hyperliens pour en savoir plus sur chaque niveau.

Le premier, en commençant par le bas dans les deux images de ce billet, est celui de la longue histoire évolutive qui a mené jusqu’à nous. C’est l’échelle de temps la plus longue qui se mesure en millions d’années. Durant ces temps très longs, la reproduction sexuée, accélératrice de diversité a produit régulièrement des systèmes nerveux mutants ou différents. Certaines de ces variantes vont être viables dans certains environnements et vont ainsi permettre à leurs heureux détenteurs de laisser des descendants ayant ces mêmes systèmes nerveux capables de couplages viables avec cet environnement. (Lire la suite…)

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Mercredi, 8 mars 2017
Des BD qui parlent de science

C’est la semaine de relâche de fiston et j’étais dans un chalet en début de semaine d’où le petit retard de publication de ce billet. Dans ledit chalet, quelqu’un avait apporté une BD intitulée Ping-pong de l’auteure et blogueuse québécoise Zviane. Je n’ai pas eu le temps de toute la lire, mais ça parlait avec assez de rigueur de sujets comme la créativité, la musique et même parfois de la mémoire, de la perception ou de l’action… Bref, c’était pas loin des sciences cognitives et c’était surtout par moment très drôle.

Alors comme la semaine est déjà bien entamée, je me contenterai d’une petite rubrique BD plus légère cette semaine, inspirée de la précédente. Donc des BD qui ont rapport avec les neurosciences ou du moins avec la science. Et à tout seigneur tout honneur, quoi de mieux que Neurocomic dont j’ai déjà parlé ici et , pour lancer le bal ! (Lire la suite…)

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Lundi, 27 février 2017
Un site web remarquable sur l’évolution du genre humain

Alors que je commençais à chercher mon sujet d’aujourd’hui, je reçois ce courriel de M. François Léonard qui m’écrit : « […] je me suis demandé si vous connaissiez le site dont je vous donne le lien. Il a le même sérieux que vous, certes dans un autre domaine, mais parler de l’homme en ignorant ce qu’il fut, dans la préhistoire ou l’enfance, est un défaut qu’on rencontre souvent. Voilà le site : http://www.hominides.com »

Et voilà mon sujet d’aujourd’hui ! Car non seulement je connaissais et apprécie depuis de nombreuses années le site Hominidés.com, mais nos sites ont pratiquement le même âge (la première mise en ligne d’Hominidés.com remontant à juillet 2002 et la mienne à avril 2002) ! Avec ses actualités fréquentes, ses dossiers fouillés, ses références nombreuses, etc., je ne vois pas de sites comparables en langue française sur ces vastes champs d’étude que sont l’anthropologie biologique et la préhistoire. (Lire la suite…)

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Lundi, 20 février 2017
Sept films d’Hélène Trocme-Fabre comme autant de trésors à redécouvrir

Je voudrais aujourd’hui vous parler d’une série de sept documentaires, une œuvre magistrale qui était encore difficilement accessible il y a quelques années, mais qu’on peut maintenant visionner sur Internet gratuitement. Il s’agit de la série « Né pour apprendre » d’Hélène Trocme-Fabre réalisée par Daniel Garabédian au début des années 1990.

Avant de vous parler de la valeur inestimable de ces sept films d’environ une demi-heure chacun, un mot sur son auteure, Hélène Trocme-Fabre dont j’ai déjà parlé ici et , et que j’ai eu le plaisir de rencontrer il y a quelques années dans le cadre de mon film sur Henri Laborit puisqu’elle y fait un vibrant témoignage. Elle y raconte d’ailleurs un peu son parcours atypique (vers la 5e minute de la partie 3 de 6) de phonéticienne, d’angliciste, de linguiste, d’éducatrice et d’auteure. Mais elle demeure surtout pour moi l’une des premières grandes vulgarisatrices des sciences cognitives en sol français. (Lire la suite…)

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