Comment le cerveau combine les stimuli sensoriels
La perception d'événements biologiquement saillants implique des stimuli sensoriels très différents, et le cerveau ne les relie que si cela est utile et nécessaire. Dans le cadre d'une collaboration avec des chercheurs des université d'Oxford et de Bielefeld, cette souplesse de perception a fait l'objet d'une étude, publiée dans la revue Neuron, qui montre dans quelles zones du cerveau ces stimuli sensoriels sont combinés et où est prise en charge cette flexibilité.
Les lumières et les klaxons d'une voiture par une journée brumeuse, la parade nuptiale d'un oiseau jardinier, de tels évènements impliquent la perception de stimuli sensoriels disparates. Pour comprendre où sont intégrés et traités de manière flexible de tels stimuli, les chercheurs ont testé trois modèles possibles. Dans le premier modèle, les différents stimuli sensoriels sont traités séparément. Dans le second modèle, au contraire, ils sont automatiquement combinés. Enfin, dans le troisième modèle d'"inférence causale", différents stimuli sensoriels sont combinés uniquement s'ils ont une source commune, comme lorsque vous entendez un son et une image ensemble au cinéma, mais pas lorsque le film est mal doublé.
Pour tester ces modèles, les scientifiques ont présenté aux participants des lumières et des sons dont l'intensité peut fluctuer tantôt à la même vitesse, tantôt à des vitesses différentes. En même temps, ils ont enregistré comment l'activité de différentes parties de leur cerveau a évolué dans le temps en utilisant la magnétoencéphalographie (MEG). Ces mesures ont révélé que la combinaison de stimuli sensoriels implique l'activité concertée de zones distinctes du cerveau pendant la très courte période pendant laquelle les participants ressentent les lumières et les sons et décident à quelle vitesse ils fluctuent. Peu de temps après qu'ils ont été émis, les lumières et les sons sont séparés dans le cortex visuel et auditif. Ces représentations séparées sont ensuite rapidement combinées automatiquement dans le lobe pariétal, une région située dans la partie supérieure du cerveau. Ce n'est qu'ensuite que le cerveau combine les stimuli sensoriels de manière flexible en filtrant, si nécessaire, les informations non pertinentes. Cette souplesse de perception se situe dans les régions du lobe frontal responsables de processus de pensée plus abstraits comme le raisonnement et le jugement de causalité.
© Bruno L. Giordano
Pour en savoir plus :
Causal Inference in the Multisensory Brain.
Cao Y, Summerfield C, Park H, Giordano BL, Kayser C.
Neuron. 2019 Apr 29 (published on line). DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.03.043