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.