Nous avons 5 sens mais, face à une scène, nous avons une sensation globale dont nous avons conscience et que certes nous pouvons décomposer ensuite en impression de chaque sens.
     De telles sensations révelent que le cerveau combine en permanence des informations issues des différents organes des sens pour composer une image plus ou moins fidèle de l'environnement.
 
    Comment les sensations fusionnent elles dans le cerveau ? Deux mécanismes peuvent être envisagés.
    Soit les sens fonctionnent chacun de leur cóté et le cerveau les combine en un tout cohérent lors des ultimes étapes du traitement de l'information .
    Soit ils fonctionnent sur un mode concerté entre eux, dès le départ, se complétant et s'influençant les uns les autres dès les premières étapes...
    Selon le premier modèle, chaque système sensoriel analyse ses stimuli spécifiques et produit sa propre « image » de l'environnement. Par exemple le système visuel crée l’image d’un oiseau, tandis que le système auditif enregistre le chant de l’oiseau que nous voyons (et en même temps le son d’un avion qui passe ou d’un enfant qui crie dans le voisinage ! ).  Le cerveau intègre alors ces données sensorielles. pour compléter la scène : un oiseau qui chante, en bordure d’un autre jardin où joue un enfant et d’une rue où circule une voiture.
    Selon le second modèle, le système visuel détecte d’abord une surface d’une certaine couleur, ayant une certaine forme (notamment les ailes et le bec), et en même temps le système auditif disceme un son répétitif venant de cette surface le système visuel voit que le bec bouge quand le système auditif entend le son du chant. Les différents sens se complètent en quelques fractions de secondes tout en se référant à des données en mémoire, jusqu'à ce que le cortex frontal ait l'impression générale d'un oiseau qui chante dans un arbre.

    On connait depuis des années ce que l’on appelle le « renforcement multimodal ».
    Par exemple, un point lumineux échappe à la vision lorsque son intensité devient trop faible, mais il peut redevenir visible si l’on fait retentir au même instant un son.
    Inversement, il est beaucoup plus facile d'entendre ce que dit une personne si nous pouvons voir son visage et notamment sa bouche. Le stimulus visuel augmente la sensibilité du canal acoustique.
    Cela montre que le cortex auditif réagit spécifiquenent aux images visuelles de la parole, et que l'intégration sensorielle des stimulations acoustiques et visuelles facilite le traitement du langage.
    Ce phénomène d'amplification croisée a lieu dans des régions cérébrales jusqu'alors considérées comme des régions sensorielles distinctes, les cortex visuel et auditif, ainsi que l’a montré en 2001 la psychologue Gemma Calvert, de l’Université de Bath en Angleterre.
    Le second mécanisme d’intérgration serait donc plus proche de la réalité

    En 2005, l'Institut Max Planck de cybernétique biologique a Tubingen, en Allemagne, a réalisé des enregistrements en imagerie par résonance magnétique de différentes régions du cortex auditif de singes rhésus en leur faisant entendre des sons et en sollicitant en même temps la vue ou le toucher.
Lorsque les deux stimulus sont simultanés, l'extrémité postérieure du cortex auditif est alors en fonctionenement intensif.
    On ne sait pas  pourquoi l'information sensorielle fusionne dans cette partie  mais il semble que cette région enregistre en priorité des données spatiales concernant les sons, identifiant notarnment l'endroit d'où ils proviennent. Peut-être la fusion sensorielle engendrée dans cette zone permet-elle d'associer différentes sensations à une localisation particulière dans l'espace.
    En janvier 2007, Charles Schroeder et ses collègues, de l'Institut Nathan Kline pour la recherche psychiatrique à Orangeburg dans I'État de New York, ont montré qu'un stimulus tactile, même s'il n'engendre pas à lui seul une décharge des neurones auditifs, modifie l'activité des neurones auditifs de sorte que leur potentiel de décharge est renforcé.
    Ainsi, si le cortex auditif reçoit simultanément des stimulus auditifs et tactiles, ses neurones déchargent davantage que s'il reçoit uniquement des stimulations auditives, et la réception d'informations de deux organes sensoriels distincts entraîne donc une activation plus intense d'un centre de traitement, ce qui serait le fondement neuronal de l'intégration sensorielle.

    De nombreuses régions cérébrales intègrent l'information en provenance des différents sens, et seule une partie du cerveau - relativement circonscrite - est exclusivement dédiée à chaque sens. .
    Voir, toucher, entendre, goúter et sentir : les sens se combinent dans le cerveau pour donner une perception unique, liée du monde extérieur.

    Téléphoner est interdit lorsqu’on conduit un véhicule, mais même le “mains libres” autorisé est dangereux car notre attention est captée par les deux tâches. 
    Le cerveau ne peut pas répondre au téléphone et conduire à la fois, car il est placé dans ce qu'on nomme une situation de « tâche double » : il doit effectuer deux actes de décision simultanés.  
    D'une part il lui faut comprendre ce qu'on lui dit et choisir des mots pour répondre à son interlocuteur, et, d'autre part, sélectionner les gestes adaptés à une signalisation ou à la présence d'autres voitures, même si les gestes élémentaires de conduite sont “automatisés” et exécutés sous le contrôle du cervelet. 
    Cette double tâche lui est impossible pour la raison suivante : les deux flux d'informations (mots de la conversation et signalisation routière) se bousculent à I'entrée d'une zone du cerveau trop étroite pour les accueillir simultanément.
    Comme l’a montré une équipe de neuropsychologues de I'Université de Nashville, dans le Tennessee, il s’agit des mémoires tampon dans le cortex préfrontal latéral postérieur (au dessus des sourcils), qui acheminent les informations vers le cortex frontal qui réfléchit et décide.
     Lorsque vous téléphonez en conduisant, les informations sur l'état du trafic et le contenu de votre conversation se retrouvent à I'entrée de cette aire cérébrale,et ne peuvent y entrer en même temps.
    Paul Dux, I'auteur de cette étude, a identifié ce “goulot d'étranglement” de I'information, en observant I'activité cérébrale de personnes soumises à une double tâche, semblable à celle du portable au volant. Les participants à cette expérience étaient placés devant deux boutons et devaient appuyer sur celui de gauche ou celui de droite, en fonction du son (bruit de cloche ou bruit de moteur), qu'émettrait I'ordinateur.
     Mais quelques fractions de seconde après l'émission du son, une image apparaissait sur l'écran, représentant par exemple une vache, une maison ou une automobile, et ils devaient dire le plus vite possible ce que représentait I'image.
    Comme ils étaient déjà engagés dans la première tâche (appuyer sur un bouton en fonction du son entendu), leur cerveau mettait plus de temps à réaliser la seconde tâche : nommer I'image apparaissant sur l'écran. 
    Les neuropsychologues ont observé I'activation du cortex préfrontal latéral postérieur, et ont constaté que cette activité durait d'autant plus longtemps que les volontaires mettaient plus de temps à réaliser la première tâche. Cela signifiait que leur cortex préfrontal devait attendre la fin de la première tâche pour commencer la seconde : il ne peut pas réaliser
deux tâches à la fois.  

    Voilà pourquoi, lorsque vous êtes en train de parler à quelqu'un au téléphone, votre cerveau doit attendre que vous ayez terminé votre phrase pour prendre la décision de freiner si le feu est rouge...
    Donc, ne téléphonez pas au volant, même avec un téléphone “mains libres”. Faites répondre votre voisin si vous n’êtes pas seul(e).

      La sécurité routière estime que 10% des accidents de voitures sont dus à l'usage du téléphoneau volant et les statistiques indiquent que le risque d'accident est multiplié par 23 lorsqu'on téléphone en conduisant.



  

           Les 7 et 9 novembre 2017, je vous avais expliqué comment un rat se déplaçait dans un labyrinthe, grâce à des cellules de lieu, des cellules de grilles, des cellules d'orientation, des cellules de vitesse et des cellules de bordure, qui mémorisaient l'environnement sous forme de carte, et de retrouver son chemin ensuite.  Toutefois je n'avais pas à l'époque examiné dans le détail ces cartes mentales, car on ne trouvait pas d'information dans la littérature.

Cellules de lieu et cellules de grille
 

          Mais je viens de lire un article de Matthew Schafer et Daniela Sciller de l'école de médecine du Mont Sinaï à New York, qui reprend cette question et surtout pense que des cartes mentales sur un même modèle représenteraient également l'espace social, en indiquant où les autres se situent au sein de diverses hiérarchies, et quelle est notre place dans cet univers social.

         Ces réflexions ont commencé gräce à une expérience d'Edward Toldmann en 1948 en entraînant pendant 4 jours des rats dans le labyrinthe à droite sur la figure ci-dessous et en les mettant le cinquième jour, dans le même labyrinthe, dont la deuxième partie était transformée selon le schéma de gauche. (le rond rouge est la nourriture qui attire le rat).

          Evidemment les rats ont parcouru très vite le grand couloir, puis s'e sont retrouvés dans une impasse, sont revenus sur le carrefour. Ils ont tâtonné quelques instants plus ou moins longs selon chacun, puis brusquement ont  pris la sixième allée qui mène à la nourriture.
         On pensait jusqu'à présent que le cerveau du rat mémorisait les itinéraires qu'il avait parcourus et en faisait des cartes mentales, qui lui permettaient donc de se remémorer le meilleur itinéraire (à condition de l'avoir déjà parcouru).
         Mais cette expérience montre que les cellule de direction peuvent mégot-riser la direction d'un but (ici la nourriture) et de se remémorer l'angle de cette direction avec un axe. C'est ce qui a permis aux rats de choisir la direction n° 6 alors qu'il n'avaient jamais parcourus ce chemin.
         Les cartes mentales de l'environnement sont donc plus complexes que prévu et plus abstraites. Ce serait presque l'équivalent d'une carte géographique.
        Il semble que le cerveau puisse calculer également la distance qui reste à parcourir pour atteindre le but.
        Par ailleurs le système de récompense sélectionne et mémorise les buts à atteindre qui ont un intérêt et apportent quelque chose à l'individu et donc oriente la création des cartes correspondantes.
        Quand le rat arrive à un carrefour, il s'arrête un petit instant, comme s'il attendait que son cerveau examine les diverses cartes mentales, pour déterminer le choix de la direction à prendre.

        Le cerveau humain possède les mêmes types de neurones que le rat, mais il semble que s'il en utilise certains pour guider ses déplacements, il en utilise d'autres pour faire des simulations diverses.
       Des examens d'IRM semblent montrer que le cerveau reprend pendant le sommeil des problèmes latents et effectue des simulations de solutions, ce qui permettra ensuite, lors d'une réflexion consciente la journée suivante, d'arriver plus vite à une solution, car un certain nombre de cas possibles auront d&jà été éliminé, et les éléments de la réflexion auront été clarifiés et simplifiés.
Ces simulations permettent d'envisager des possibilités variées sans les expérimenter réellement.

     D'autres neurones analogues du système para-hippocampique permettent un voyage mental dans le temps en explorant l'avenir et en nous y projetant; elles codent l'espace temporel de la même façon que les neurones spécialisés codaient l'espace temporel. D'ailleurs les vocabulaires associés au temps et à l'espace sont mêlés et associés.
     Ces cartes, outre le souvenir de l'endroit où on est passé (cellules de lieu, Degrelle et de frontières dans l'espace et le temps), conservent surtout des relations comme les distances et les directions, et sont codées de façon simple et donc d'accès rapide.
     Il semble que ce même type de carte soit utilisé pour associer  des données de natures différentes, en codantes corrélations sous forme de cartes, comme si l'individu qui doit mémoriser ces données "navigait" dans un espace abstrait.

      Un dernier aspect concernerait la "cartographie sociale".
      Une personne que nous connaissons a des caractéristiques très diverses : nom, âge, apparence physique, personnalité, d'autres factuelles et analogues à des distances, comme l'affiliation, l'adresse, la hiérarchie sociale ou professionnelle....
       Des cellules de l'hippocampe "s'allument" si on prononce un nom et selon les renseignements recherchés, semblent ramener les informations de diverses "cartes sociales", qui sont organisées en directions et distances, un peu commodes coordonnées polaires sur un plan. Les distances par exemple sont plus courtes pour des personnes "proches" que pour des personnes avec lesquelles nous avons des relations plus "distantes".
      Il semble que les deux dimensions les plus courantes soient "l'affiliation", au sens large (pas seulement famille, mais amis, collègues, relations...) et le "pouvoir", au sens large aussi, c'est à dire la dépendance devant la décision et l'action (qui est dépendant de l'autre?).
      On peut ainsi déterminer un "vecteur social", qui est la distance oblique dans l'espace affiliation-pouvoir.

     Les chercheurs ont réussi à localiser approximativement les cellules sociales dans l'hippocampe, mais ils ont aussi découvert que le cortex angulaire postérieur du cerveau émotionnel, qui intervient dans nos relations sociales, analyserait la longueur des vecteurs sociaux.

    Ces études de la nature de la représentation neurone au sein de notre mémoire et de l'hippocampe et du système parahippocampique, ne font que commencer et ne pourront progresser de façon importante que si les outils d'investigations du fonctionnement des neurones (notamment IRM) devient plus précis et concerne un petit nombre de neurones.
     Les chercheurs se posent la question, si de telles cartes mentales d'un modèle voisin, ne seraient pas utilisées par d'autres centres neurones et permettraient de simuler inconsciemment ou non, des choix possibles, dans diverses situations concrètes ou abstraites, soit dans notre environnement matériel, soit dans notre environnement humain, soit même dans nos activités et capacités d'apprentissage.

           J’ai trouvé dans un article de la revue « Cerveau et Psycho » la réponse à une question que je me posais depuis longtemps
                      "Pourquoi, quand nous changeons notre regard d’une cible et que nous bougeons les yeux, l’environnement ne se déplace pas et reste stable."
           C’est très important quand nous lisons ; nos yeux parcourent les lignes, sautent à la ligne suivante, et pourtant, la page reste immobile. 

            L’article appelait l’attention sur l’énorme fréquence avec laquelle nous bougeons nos yeux, qui se fixent sans cesse d’un point à un autre, suivant les besoins de vision et nos intentions d’action.
           Nous sommes habitués aux récepteurs de nos appareils photos numériques, qui ont un grand nombre de récepteurs répartis uniformément sur le capteur sensible; ce n’est pas le cas de la rétine.

            La plus grande partie de la rétine, le pourtour, ne comporte qu’une faible densité de récepteurs et l’image n’est pas précise. Par contre elle comporte des cônes qui détectent les couleurs, mais surtout des bâtonnets sensibles à de faibles luminosités et qui permettent de déceler un objet, même si la luminosité extérieure est faible. Cette zone est un espace d’alerte, et si une anomalie, un objet particulier apparaît, ou si nous voulons pour une raison particulière voir un point précis, alors nous amenons nos yeux dans une position telle que l’image de ce que nous voulons voir, vienne se former au centre de la rétine, sur une zone restreinte où les récepteurs sont très nombreux, et où la résolution sera excellente.
            Cette zone s’appelle la « macula »; située au centre de l’œil, elle mesure environ 5,5mm et est constituée d’une très forte densité de cônes, ce qui donne une grande précision à l’image. Ces cônes demandent davantage de lumière que les bâtonnets mais sont sensibles à une couleur particulière (RVB). Au centre de la macula, la « fovéa ». zone encore plus petite (200 µm), qui a une densité de cônes encore supérieure.

            Et si nous changeons complètement de perspective, l’environnement défile devant nos yeux à grande vitesse et pourtant, la vue de cet environnement reste relativement stable. C’est particulièrement vrai quand je tape sur mon clavier : mes yeux vont d’une touche à l’autre, puis vers l’écran, et pourtant l’image du clavier reste stable quand je me "promène" à sa surface,  et si je vais voir l’écran, j’ai aussitôt une vue globale écran-clavier, avec l’observation précise qui parcours les lignes écrites sur l’écran, qui lui ne bouge pas !

            Voilà un mystère qui préoccupe depuis longtemps les neurobiologistes !
            Des expériences menées sur des animaux ont montré qu’une partie des cellules d’interprétation de la vision, qui a un moment regardaient vers un endroit, reçoivent un signal avant que l’oeil ne change d’objectif, ce signal leur indique là où l’œil a reçu l’ordre d’aller voir, et où le regard va se porter et ces cellules se cadrent alors sur l’interprétation de la vision à l’endroit futur.
           Pendant le déplacement de l’œil, le cerveau a donc à la fois la vision et immédiatement celle de l’endroit futur et l’ensemble reste stable. Puis le cerveau reporte tous ses neurones sur l’interprétation du nouvel endroit.
           Mais il semblerait que le cerveau soit encore plus performant : il « calculerait » en permanence la position de l’image sur la rétine en fonction du déplacement des yeux et ce codage d’une image fixe serait celui envoyé dans les neurones d’interprétation de la vision.
            On ne sait pas qui fait ce calcul !

            En fait ces hypothèses ne sont pas encore validées et je suis reté sur ma faim d’information!