Les humains dépendent de leurs sens pour percevoir le monde, eux-mêmes et les uns des autres. Bien que les sens soient la seule fenêtre sur le monde extérieur, les gens se demandent rarement à quel point ils représentent fidèlement la réalité physique extérieure. Au cours des 20 dernières années, la recherche en neurosciences a révélé que le cortex cérébral génère constamment des prédictions sur ce qui va se passer ensuite, et que les neurones en charge du traitement sensoriel codent uniquement la différence entre nos prédictions et la réalité réelle.
Une équipe de neuroscientifiques de la TU Dresden dirigée par le professeur Katharina von Kriegstein présente de nouvelles découvertes qui montrent que non seulement le cortex cérébral, mais l’ensemble de la voie auditive, représente des sons selon les attentes antérieures.
Pour leur étude, l’équipe a utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour mesurer les réponses cérébrales de 19 participants alors qu’ils écoutaient des séquences de sons. Les participants ont été invités à trouver lesquels des sons de la séquence s’écartaient des autres. Ensuite, les attentes des participants ont été manipulées pour qu’ils s’attendent au son déviant dans certaines positions des séquences. Les neuroscientifiques ont examiné les réponses induites par les sons déviants dans les deux noyaux principaux de la voie sous-corticale responsable du traitement auditif: le colliculus inférieur et le corps géniculé médial. Bien que les participants aient reconnu le déviant plus rapidement lorsqu’il était placé sur des positions où ils l’attendaient, les noyaux sous-corticaux codaient les sons uniquement lorsqu’ils étaient placés dans des positions inattendues.
Ces résultats peuvent être mieux interprétés dans le contexte du codage prédictif, une théorie générale du traitement sensoriel qui décrit la perception comme un processus de test d’hypothèse. Le codage prédictif suppose que le cerveau génère constamment des prédictions sur l’apparence, le son, la sensation et l’odeur du monde physique dans l’instant suivant, et que les neurones chargés de traiter nos sens économisent des ressources en ne représentant que les différences entre ces prédictions et le monde physique réel.
Le Dr Alejandro Tabas, premier auteur de la publication, déclare sur les résultats: «Nos croyances subjectives sur le monde physique ont un rôle décisif sur la façon dont nous percevons la réalité. Des décennies de recherche en neurosciences avaient déjà montré que le cortex cérébral, la partie du cerveau qui est le plus développé chez les humains et les singes, scanne le monde sensoriel en testant ces croyances par rapport aux informations sensorielles réelles. Nous avons maintenant montré que ce processus domine également les parties conservées les plus primitives et évolutives du cerveau. Tout ce que nous percevons pourrait être profondément contaminés par nos croyances subjectives sur le monde physique. »
Ces nouveaux résultats ouvrent de nouvelles voies aux neuroscientifiques qui étudient le traitement sensoriel chez l’homme vers les voies sous-corticales. Peut-être en raison de la croyance axiomatique que la subjectivité est intrinsèquement humaine, et du fait que le cortex cérébral est le principal point de divergence entre le cerveau humain et celui des autres mammifères, peu d’attention a été accordée auparavant au rôle que les croyances subjectives pourraient avoir sur la sensibilité sous-corticale représentations.
Étant donné l’importance que les prédictions ont sur la vie quotidienne, les déficiences sur la façon dont les attentes sont transmises à la voie sous-corticale pourraient avoir de profondes répercussions sur la cognition. La dyslexie développementale, le trouble d’apprentissage le plus répandu, a déjà été liée à des réponses modifiées dans la voie auditive sous-corticale et à des difficultés à exploiter les régularités des stimuli dans la perception auditive. Les nouveaux résultats pourraient fournir une explication unifiée des raisons pour lesquelles les personnes atteintes de dyslexie ont des difficultés dans la perception de la parole et fournir aux neuroscientifiques cliniques un nouvel ensemble d’hypothèses sur l’origine d’autres troubles neuronaux liés au traitement sensoriel.
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