“The Brain Show” pièce de théâtre avec l’actrice Suzy Polucci

Faute de comprendre les mécanismes à l’oeuvre, la recherche médicale fait de plus en plus appel aux statistiques. C’est le cas pour le cancer ou les allergies. Et aussi pour l’étude des maladies du cerveau et des mystères de l’intelligence grâce à la génétique. Le principe est simple: analyser un grand nombre d’images du cerveau par IRM (Imagerie par résonance magnétique) ainsi que le  génome de leur propriétaire pour tenter de déceler des corrélations entre les deux. Comme pour toute statistique, la qualité et la taille de l’échantillon pris en compte influence fortement la pertinence du résultat.

C’est pour cette raison que les chercheurs ont créé un projet mondial, ENIGMA, rassemblant 200 scientifiques appartenant à 100 institutions réparties sur la planète. Ensemble, ils ont étudié des milliers d’images IRM prises sur 21 151 personnes en bonne santé dont ils ont également analysé l’ADN. Leurs résultats ont été publiés, le 15 avril 2012, dans la revue Nature Genetics.

“Nous avons cherché deux choses dans cette étude, indique Paul Thompson, professeur de neurologie à l’école de médecine David Geffen de l’université de Californie Los Angeles (UCLA). Nous sommes partis à la chasse aux gènes qui augmentent vos risques d’avoir une maladie dont vos enfants peuvent hériter. Nous avons également cherché les facteurs qui provoquent une atrophie des tissus et réduisent la taille du cerveau, caractéristiques qui sont des marqueurs biologiques de maladies héréditaires comme la schizophrénie, les troubles bipolaires, la dépression, la maladie d’Alzheimer et la démence”.  L’étude ENIGMA est née il y a trois ans lorsque certains chercheurs ont détecté l’existence des gènes de risque pour certaines maladies. Ne comprenant pas bien leur influence, les scientifiques ont décidé de se lancer dans cette analyse mondiale associant images du cerveau et décryptages du génome.

Les deux principaux résultats obtenus sont les suivants:

1. Gènes et taille du cerveau. Grâce à l’ampleur de l’étude, les chercheurs ont identifié de nouvelles variantes génétiques qui sont présentes chez les personnes qui disposent d’un cerveau plus gros que les autres ainsi que des différences dans des régions critiques concernant l’apprentissage et la mémoire. De subtiles variations génétiques engendrent une réduction de la taille de ces zones. Et ce sont les mêmes gènes qui sont en cause chez les individus provenant de différentes origines géographiques (Australie, Amérique du Nord, Europe). L’identification de ce lien entre l’action de certains gènes sur la taille du cerveau ou de certaines de ses zones peut permettre, selon les chercheurs, de concevoir des thérapies visant à limiter les risques de maladies. Ou de prescrire des exercices, des régimes ou des stimulations du cerveau destinés à effacer les effets de leur “mauvais” gène.
2. Gène et intelligence. En prime, car cela ne faisait pas partie de leurs objectifs initiaux, les chercheurs ont découvert un lien entre un gène et le degré d’intelligence. Il s’agit du gène appelé HMGA2 qui influence à la fois la taille du cerveau et l’intelligence. L’ADN comprend quatre bases: A, C, T et G. Les personnes dont le gène HMGA2 porte la lettre C au lieu de la lettre T disposent d’un cerveau de plus grande taille et obtiennent de meilleurs résultats aux tests de QI. “Le fait qu’un simple changement de lettre induise un cerveau plus gros est une découverte très excitante”, souligne Paul Thompson. “Nous avons établi ce lieu sans équivoque et cela ouvre de nouvelles voies de recherche sur la façon de moduler l’impact de ce lien génétique sur le fonctionnement du cerveau et l’intelligence”, précise-t-il.

Le projet ENIGMA va maintenant se poursuivre en prenant en compte ces résultats. Il doit s’orienter sur l’étude d’affections comme la maladie d’Alzheimer, l’autisme et la schizophrénie qui sont liées à des perturbations dans le câblage du cerveau.  Les chercheurs vont donc partir en quête des gènes qui influencent la façon dont le cerveau est câblé grâce à une nouvelle technique d’imagerie, l’IRM de diffusion, qui permet de visualiser les voies de communication entre les cellules d’un cerveau vivant.

De telles recherches illustrent parfaitement le croisement toujours inquiétant entre le travail sur des maladies et l’ouverture de possibilités d’analyse qui n’ont rien de médical. Lorsque le décryptage du génome sera devenu pratique courante, comment éviter que l’analyse du gène HMGA2 ne devienne un critère de sélection ? Les tests de QI sembleront alors bien vieillots. Et l’on risque de regretter leur imprécision. De là à imaginer des tests génétiques sur les embryons, il n’y a qu’un pas. Une façon d’accélérer, ou plutôt d’orienter, l’évolution naturelle de la race humaine en éliminant les prétendants à la vie qui auront la lettre T au lieu de C dans leur gène HMGA2… A moins que la conservation des T ne soit utile pour la société, sachant que l’on a toujours besoin d’un moins intelligent que soi. Et l’on ne peut guère s’empêcher de penser aux Alphas et aux Epsilons du Meilleur des mondes d’Aldous Huxley paru en 1932, il y a tout juste 80 ans. Ne se serait-il trompé que sur les lettres ?

Différences de la taille des centres de la mémoire (en vert) entre deux cerveaux

Michel Alberganti

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Une nouvelle étude le confirme: la consommation de boissons alcoolisées peut affecter la mémoire. Une équipe de chercheurs de l’université de Stanford menée par une Française, Anne Lise Pitel, a approfondi les travaux précédents pour identifier l’impact des états alcooliques sur différents types de mémoire. Parmi les résultats, il apparaît que la capacité de reconnaissance des visages peut être perturbée.

Bien avant d’atteindre le stade d’amnésie profonde du syndrome de Korsakoff, certains troubles apparaissent et concernent la mémoire associative, celle qui nous permet de mettre un nom sur un visage. En analysant les cerveaux de patients grâce à l’imagerie par résonance magnétique (IRM), les chercheurs ont pu observer que ces troubles sont corrélés avec l’utilisation de différentes parties du cerveau.

L’alcool n’affecte que certains types de mémoire. “La consommation chronique touche essentiellement la mémoire épisodique et la mémoire de travail”, note Edith Sullivan, professeur au département de psychiatrie et de sciences du comportement à l’université de Stanford et référent de cette étude. La mémoire épisodique enregistre les événements de la vie personnelle associés à un contexte temporel et spatial particulier. Elle ne semble pas avoir de limites.

Mémoire épisodique

Anne-Lise Pitel donne ainsi un exemple de cette mémoire épisodique: “Quand je suis allée à Paris avec mon mari, j’ai mangé une excellent ratatouille au dîner dans un très joli restaurant. Je peux me souvenir du lieu, de la façon dont j’étais habillée et du fait que je me suis brûlée la langue lorsque j’ai goûté le plat”. Edith Sullivan indique que “de tels souvenirs sont propres à chaque individu. Lorsque l’alcool affecte cette mémoire périodique, il peut devenir difficile de se souvenir d’une liste de courses, d’un chemin pour se rendre à un nouveau restaurant, d’une association d’un visage et d’un nom dans un nouveau travail”.

La mémoire de travail, elle, fonctionne différemment. C’est une mémoire à court terme qui dispose d’une capacité limitée. Elle permet d’enregistrer temporairement et d’utiliser des informations qui sont rapidement oubliées à moins d’être enregistrées dans la mémoire à long terme. Les personnes alcooliques souffrent de déficits dans ce type de mémoire qui peut aller jusqu’à l’incapacité de mémoriser un numéro de téléphone pendant le temps nécessaire pour le composer.

Associations visage-nom

L’un des intérêts de cette nouvelle étude réside dans le fait qu’elle s’est concentrée sur des processus cognitifs de la vie quotidienne. Les chercheurs ont constitué deux groupes: le premier constitué de 10 personnes alcooliques (8 hommes et 2 femmes) et le second comprenant 10 personnes non alcooliques (5 hommes et 5 femmes). Il leur a été demandé de mémoriser soit des associations visage-nom, soit des visages et des noms indépendants.

Deux régions différentes du cerveau pour le même exercice

Cervelet en bleu

Les deux groupes ont rencontré plus de difficultés à mémoriser des associations que des visages et noms isolés. Mais les performances des alcooliques se sont révélées inférieures dans les deux catégories d’exercice. Et l’une des trouvailles les plus remarquables de ce travail réside dans l’observation du fonctionnement des cerveaux dans les deux groupes. Pour effectuer les mêmes exercices de mémorisation d’associations nom-visage, alcooliques et non alcooliques ont fait appel à des régions cérébrales différentes. Les alcooliques ont utilisé des régions du cervelet quand les non alcooliques se servaient de leur système limbique.

Plus étonnant encore: les alcooliques ne sont pas toujours pénalisés. Les chercheurs ont en effet proposé un autre exercice aux deux groupes. Il s’agissait, lors que la mémorisation du couple nom-visage, d’associer à cette information un jugement concernant l’apparence honnête ou malhonnête de la personne. Ainsi, les participants devaient passer d’une mémorisation superficielle à une mémorisation plus profonde. Le résultat montre que les performances des deux groupes, alcooliques et non alcooliques, sont alors similaires. Néanmoins, là encore, les alcooliques se sont révélés inférieurs lorsqu’on leur a demandé de reconnaître une association nom-visage donnée ou d’identifier quel visage avait été vu plus tôt dans l’exercice. Preuve qu’il existe bien une différence entre la mémorisation légère et profonde entre les deux groupes et que c’est la première qui est la plus affectée par l’alcoolisme.

Un handicap au travail et à la maison

Anne-Lise Pitel conclut que “les capacités de mémorisation limitées pour les alcooliques peuvent constituer un handicap dans la vie quotidienne. Au travail, ceux qui doivent réaliser des travaux à forte charge cognitive peuvent rencontrer des difficultés à apprendre de nouvelles tâches. A la maison, les problèmes de mémoire peuvent être interprétés comme un désintérêt pour la vie familiale et engendrer des conflits. Enfin, du point de vue clinique, la mémoire épisodique altérée des alcooliques peut nuire aux programmes de désintoxication. En effet, un traitement réussi doit passer par l’acquisition de nouvelles connaissances sur le sens, la prise de conscience et les conséquences de l’addiction et de la drogue. Il fait également appel à la capacité à revivre des épisodes précédents de prise de boisson afin d’être capable d’anticiper et de reconnaître des situations à risques”.

Double peine

Double peine, donc, pour les alcooliques. Ils perdent une partie de leur mémoire lorsqu’ils boivent et cette altération les handicape également lors de leur désintoxication. En buvant, on n’oublie donc pas seulement ses malheurs passés. On perd une partie de sa mémoire future. Essayons de ne pas l’oublier, tant qu’il est encore temps…

Michel Alberganti

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La chimie de l’amour a tendance à remplacer son alchimie. Après plusieurs ouvrages dévoilant les différents phénomènes à l’oeuvre derrière ce que nous appelons encore des sentiments, voici que des chercheurs vont encore plus loin. Demain, il sera peut-être possible de contrôler l’incontrôlable par excellence: l’attachement à l’autre, au couple. Dès aujourd’hui, une hormone apparaît comme une candidate sérieuse à ce rôle de thermomètre de l’amour : l’ocytocine.

Durée de vie supérieure

Inna Schneiderman, du département de psychologie et du centre Gonda Brain Sciences de l’université Bar-Ilan à Ramat-Gan en Israël, semb le s’être spécialisée dans l’exploration des relations intimes entre cette hormone, bien connue pour son rôle dans l’accouchement, et différentes formes d’attachement affectif, parental ou amoureux. C’est sur cette dernière relation que porte une récente publication dans différents journaux scientifiques. Avec un résultat étonnant. Plus l’ocytocine est présente dans le cerveaux des individus, plus leur relation amoureuse semble forte et durable.
Pour son expérience, Inna Schneiderman a fait appel à 163 jeunes adultes : 120 faisant partie de 60 couples unis depuis 3 mois dans une relation romantique et 43 célibataires sans relation. Ensuite, 25 des 36 couples ayant survécu 6 mois plus tard ont été réexaminés. Les interactions des personnes en couple ont été observées par les chercheurs qui ont également interviewé leurs membres au sujet de leurs pensées concernant leurs relations et leurs comportements.

Caresses affectueuses

Les chercheurs ont ainsi découvert que le taux d’ocytocine des personnes en couple était significativement supérieur à celui des célibataires sans relation. “Cela suggère une activité plus forte du système de production de l’ocytocine pendant les premières phases d’un attachement romantique”, notent les chercheurs. Plus remarquable encore: “Ce taux d’ocytocine n’a pas baissé chez les couples qui sont restés formés après 6 mais et ont montré une haute stabilité des individus”. D’après cette étude, la quantité d’ocytocine est corrélée avec le degré d’interaction des personnes en couple entre elles ce qui comprend : l’importance sociale, les émotions positives, les caresses affectueuses ainsi que les états de synchronisation à deux et les anxiétés et autres inquiétudes concernant le partenaire et le couple.

Un capital de départ

Plus fort encore : selon les chercheurs, il existe une corrélation entre le taux d’ocytocine lors du début de la relation (trois mois après la formation du couple) et les chances de survie à moyen terme du couple ! Inna Schneiderman a noté une telle différence dans les deux séries de mesures. Cela signifie que ce sont les couples disposant, au départ, du plus fort taux d’ocytocine qui se sont retrouvés encore formés 6 mois plus tard ! “Ces résultats suggèrent que l’ocytocine pourrait jouer un rôle important dans les premiers stades d’un attachement romantique et que cela pourrait servir de support à des modèles d’évolution basé sur le fait que les attachements romantiques et parentaux partagent des mécanismes de bio-comportement”.

En effet, Inna Schneiderman a précédemment publié des études sur l’impact favorable de l’ocytocine sur les relations parents-enfants et sur l’engagement social. Et c’est encore l’ocytocine qui expliquerait les changements psychologiques et émotionnels qui se manifestent lorsque nous “tombons amoureux”. L’amour aurait réduirait le stress et augmenterait la sensation de bien-être et la santé. Cette étude a montré uns sensibilité inférieure à la vision de films émotionnellement négatifs chez les personnes amoureuses.

La molécule d'ocytocine

L’hormone de l’amour ?

Alors l’ocytocine est-elle l’hormone de l’amour ? Les études d’Inna Schneiderman semblent pencher dans ce sens. Comme souvent en science, le mystère n’est repoussé que d’un cran. Il reste en effet à comprendre pourquoi le cerveau se met ainsi à produire plus d’ocytocine. Néanmoins, le lien chimique entre le sentiment amoureux et cette hormone peut faire germer quelques tentations. Si la corrélation entre le taux d’ocytocine et la durée de vie d’un couple était avérée, il deviendrait possible de prédire le potentiel d’une relation peu après ses débuts… De là, ensuite, à tenter de revitaliser un couple à l’aide d’un shoot d’ocytocine périodique, il n’y a qu’un pas que certains pourraient bien avoir envie de franchir.

Et puis il y a, derrière ces travaux, une autre piste pleine de promesses : la santé par l’état amoureux. L’ocytocine vitamine… Reste à savoir si cette hormone peut avoir les effets positifs de l’état amoureux sans besoin d’un partenaire. Une telle découverte aurait sans doute de graves conséquences… Pour l’instant, le meilleur moyen de bénéficier d’une bonne injection d’ocytocine reste sans doute de tomber amoureux, non d’une seringue, mais d’une vraie personne. A l’ancienne !

Michel Alberganti

Abeille butinant une fleur de colza

L’affaire défraie la chronique depuis longtemps : comment expliquer les hécatombes subies par les ruches en France et dans de nombreux pays ? Bien entendu, les pesticides utilisés par l’agriculture se sont très vite trouvés dans le collimateur des apiculteurs et des écologistes. Pourtant, les doses retrouvées dans les abeilles se révélaient sublétales, c’est à dire inférieures à celles qui provoquent la mort de l’insecte. Et pourtant, la population des ruches diminuait. Que se passait-il ? Les soupçons se sont portés sur les effets neurologiques des insecticides lorsque les apiculteurs ont remarqué que certaines abeilles ne mourraient pas à l’intérieur de la ruche mais à l’extérieur. Comme si elles n’avaient pas pu revenir au bercail. On connaît pourtant l’extraordinaire sens de l’orientation de ces insectes. Que se passait-il ? Pour le savoir, il fallait suivre les abeilles ayant ingéré une dose sublétale de pesticide et observer leur comportement. Pas facile…

Puces RFID

Abeille équipée d'une puce RFID

C’est pourtant exactement ce qu’a réussi à faire une équipe française composée de chercheurs de l’INRA et du CNRS et d’ingénieurs des filières agricoles et apicoles (ACTA, ITSAP-Institut de l’abeille, ADAPI) menée par Mickaël Henry (Inra) et Axel Decourtye (Acta). Les résultats de leur expérience sont publiés dans le revue Science du 29 mars 2012. Cette équipe a équipé le thorax de 650 abeilles avec des puces RFID de quelques millimètres. Il s’agit de la technologie utilisée dans les passes Navigo sans contact donnant accès au métro parisien. En passant à proximité de chaque puce, il est possible de recueillir par radio un signal à l’aide d ‘un lecteur. Ce qui permet de détecter les entrées et les sorties de la ruche de chaque abeille équipée. Une partie des insectes “pucés” reçoit une très faible dose, largement inférieure au seuil létal, d’un insecticide de la famille des néonicotinoïdes, un insecticide de la famille des « néonicotinoïdes », le thiaméthoxam, la molécule utilisée, entre autres, par le Cruiser, insecticide commercialisé par le groupe suisse Syngenta. La dose utilisée est, selon les chercheurs, comparable à celle qu’une abeille peut ingérer au cours de son activité de butinage du nectar des fleurs d’une culture traitée au Cruiser, comme le colza. Un autre groupe, témoin, ne reçoit pas de dose de thiaméthoxam.

Mortalité multipliée par 2 ou 3

Les 650 abeilles sont ensuite relâchées à environ 1 km de leur ruche, une distance qu’elles atteignent couramment au cours de leur butinage. Les chercheurs attendent ensuite leur retour. Ils peuvent ainsi comparer la proportion des abeilles ayant reçu une dose d’insecticide qui ont retrouvé la ruche avec la même proportion chez celles qui n’en avaient pas reçu. Résultat: le Cruiser est bien responsable du non-retour d’un nombre important d’abeilles. D’après les calculs des chercheurs, l’insecticide induit une mortalité de 25% à 50% contre 15% pour les abeilles non intoxiquées. La très faible dose de thiaméthoxam multiplie donc par deux ou trois le taux de décès normal des abeilles.

Toute la colonie d’abeilles mise en péril

Au cours d’une période de floraison, une simulation mathématique réalisée à partir des résultats de cette expérience montre que, si une majorité d’abeilles est intoxiquée par le Cruiser, la colonie entière peut chuter de 50% à 75%. Une telle hécatombe met la ruche entière en péril en la privant des réserves alimentaires nécessaires et en réduisant la production de miel. L’action du Cruiser semble donc enfin comprise. Elle ne tue pas les abeilles mais elles les désoriente au point de les rendre incapables de retrouver le chemin de la ruche. Ainsi égarées, elles ne peuvent survivre. La colonie toute entière se trouve désorganisée et les chercheurs pensent qu’elle se retrouve ainsi plus vulnérable aux agressions des virus et autres pathogènes (varroa, Nosema).

Interdiction en France envisagée

Face à un résultat aussi probant, le ministère de l’Agriculture a réagi dès le 29 mars au soir en indiquant qu’il envisageait l’interdiction de l’usage du pesticide Cruiser de Syngenta. Il a déclaré attendre l’avis de l’Agence nationale de sécurité sanitaire (Anses) sur cette étude d’ici fin mai, “avant la nouvelle campagne de semences en juillet”, selon un responsable interrogé par l’AFP. En cas de confirmation des résultats de l’équipe française, l’autorisation de mise sur le marché du Cruiser OSR, utilisé sur le colza, serait retirée. La France rejoindrait alors l’Allemagne et l’Italie qui ont déjà interdit le thiamethoxam.

Michel Alberganti

A (ré)écouter sur France Culture, l’émission Science Publique que j’ai animée sur ce sujet en novembre 2011:

Les spécialistes du cerveau n’en finissent pas de s’émerveiller devant l’incroyable souplesse de cet organe. Cette fameuse “plasticité” de nos neurones nous permettra bientôt de piloter des machines sans utiliser nos membres. Une faculté qui sera sans doute exploitée d’abord par les personnes paralysées ou amputées. La possibilité d’une interface cerveau-machine étant désormais acquise, les chercheurs se penchent sur le confort des futurs utilisateurs. Une équipe constituée de spécialistes de l’université de Californie, à Berkeley, et du Centre Champalimaud pour l’Inconnu de Lisbonne, au Portugal, ont réalisé une expérience spectaculaire dont les résultats ont été publiés sur le site de la revue Nature, le 4 mars 2012.

Des rats ont été équipés d’une interface cerveau-machine, autrement dit d’un système capable de capter des signaux émis directement par le cerveau et de les utiliser pour la commande d’une machine. Dans ce cas, le système convertit les ondes cérébrales en sons audibles. Pour obtenir une récompense sous forme de nourriture, de l’eau sucrée ou des boulettes, les rats doivent moduler le fonctionnement d’un circuit cérébral très précis. Il leur faut en effet modifier la tonalité du son émis par la machine reliée à leur cerveau. Les rats entendent le son produit par le système et ils apprennent à associer les pensées provenant de la partie de leur cerveau connectée à la machine avec l’émission de sons plus graves ou plus aigus. Il n’a pas fallu plus de deux semaines d’entrainement pour que les rats soient capables de moduler ainsi leurs pensées afin de produire le son aigu qui leur permettait d’obtenir des boulettes de nourriture et le son grave qui les gratifiait d’eau sucrée.

Fait encore plus extraordinaire, les rats ont dû, pour atteindre ce résultat, modifier le fonctionnement naturel de leur cerveau. La partie de ce dernier qui était reliée à la machine leur sert habituellement à mettre en mouvement… leur moustache, organe sensoriel précieux. Or, en continuant à exploiter cette région cérébrale de cette façon, ils ne pouvait moduler le son émis par la machine et ils n’obtenaient donc pas la moindre récompense… Et ils se sont révélés capables de modifier le fonctionnement des neurones de cette zone pour obtenir le résultat désiré !

“Cela n’est pas naturel pour les rats”, souligne Rui Costa, l’un des principaux chercheurs portugais. Leur performance “nous apprend qu’il est possible de concevoir une prothèse d’une façon qui ne reproduise pas directement l’anatomie du système moteur pour fonctionner”. En d’autres termes, il n’est pas nécessaire d’utiliser le cortex moteur pour piloter un bras articulé. D’où une plus grande souplesse de programmation des prothèses robotiques commandées par la pensée. L’étude a également montré l’aptitude de la zone du cerveau connectée à passer d’un fonctionnement répétitif (l’actionnement des moustaches) à un processus intentionnel. En effet, les rats ont été capables de moduler la quantité de boulettes et d’eau sucrée qu’ils obtenaient en fonction de leur faim et de leur soif. “Ils ont ainsi contrôlé la tonalité du son émis en absence de tout mouvement physique”, note Rui Costa.

Un réseau d'électrodes fines comme des cheveux utilisé pour capter les signaux provenant du cerveau

Jose Carmena, professeur à l’université de Californie et co-auteur de l’article, tire un enseignement un peu différent, voire opposé, de cette expérience: “Nous espérons que ces nouveaux résultats sur le câblage du cerveau conduiront à la conception d’un spectre plus large de prothèses dont le fonctionnement soit le plus proche possible des fonctions cérébrales naturelles. Ils suggèrent que l’apprentissage du contrôle d’un interface cerveau-machine, qui n’est pas naturel par essence, pourrait finir par être ressenti comme totalement naturel par une personne grâce à un apprentissage utilisant des circuits cérébraux existants pour le contrôle des mouvements”.

Quoiqu’il en soit, la performance des rats ouvre considérablement le champ des possibles pour cette étrange relation qui ne pourra manquer de se nouer entre notre cerveau et les machines. Nul doute que les “interfaces” actuelles (clavier, souris, écrans tactiles, reconnaissance vocale…) paraîtront totalement archaïques d’ici quelques décennies. Au delà des personnes handicapées, ce sont bien les fonctions que nous assurons tous dans la vie quotidienne qui sont concernées. Demain, notre cerveau pilotera de nombreux objets. Si cette perspective peut effrayer, elle reste moins glaçante que son inverse…

Michel Alberganti

Le cerveau d'un esprit rebelle présente une zone atrophiée

Décidément, nous n’en avons pas fini avec la recherche de facteurs physiques permettant de déceler un caractère particulier de la personnalité. Après l’analyse de la forme du crane et les errances de la phrénologie au 19ème siècle qui nous ont valu la “découverte” de la bosse des maths mais aussi celle des “criminels nés”, voici que l’exploration se poursuit à l’intérieur du cerveau, imagerie cérébrale oblige. Ainsi, une publication de la revue Current Biology du 21 février 2012 nous révèle-t-elle que les rebelles souffriraient de l’atrophie d’une zone particulière du cerveau. Mieux:  la taille de cette zone serait proportionnelle à leur capacité à se plier aux pressions sociales. Une découverte qui va passionner les tenants d’une détection précoce des enfants qui auront des difficultés d’insertion. Cela rappelle une expertise collective de l’Inserm sur le « trouble des conduites chez l’enfant et l’adolescent » publiée fin 2005 et qui avait provoqué un tollé avec la constitution d’un collectif baptisé “Pas de zéro de conduite pour les enfants de trois ans” pour protester contre une telle détection et les mesures gouvernementales qu’elle avait suscitées.

Forts de l’IRM, les chercheurs vont désormais plus loin. Daniel K. Campbell-Meiklejohn, de l’université de New-York, associé à des collègues des universités d’Aarhus au Danemark et de l’University College de Londres, publient dans Current Biology un étude intitulée “La structure du cortex orbitofrontal prédit l’influence sociale“. Ils y déclarent avoir mis en évidence une corrélation linéaire entre le volume de matière grise d’une zone précise du cerveau et la sensibilité des sujets à l’influence d’autrui.

Une zone latérale du cortex orbitofrontal

Carte phrénologique du XIXe siècle

Pour cela, les chercheurs ont réalisé une expérience sur 28 personnes. Une semaine avant le test, ces dernières ont établi la liste de 20 chansons qu’elles apprécient particulièrement et qu’elles aimeraient acheter mais qu’elles ne possèdent pas. Le jour de l’expérience, chaque participant a noté chacune de ces chansons entre 1 et 10. Ensuite, les chercheurs ont déclaré que des critiques musicaux avaient également écouté les chansons choisies et qu’ils les avaient également notées de 1 à 10.  Les participants ont ensuite comparé leurs chansons favorites avec d’autres morceaux qu’ils n’avaient jamais écouté. Ensuite, on leur a communiqué les appréciations des critiques musicaux. Enfin, les participants ont dû renoter leurs chansons favorites. Les chercheurs ont ainsi mesuré les écarts entre les notations réalisées avant et après la prise en compte de l’avis des critiques musicaux. Le dépouillement des résultats a mis en évidence une corrélation entre la taille d’une zone située dans la partie latérale du cortex orbitofrontal, lieu de l’émotion, de la récompense et de la prise de décision. Plus cette zone est importante, plus les sujets ont tendance à se conformer à l’avis extérieur. A l’inverse, ceux dont cette partie du cerveau est plus petite auraient tendance à refuser l’influence d’autrui. Les personnalités rebelles souffriraient donc d’une atrophie de cette zone. Pour l’un des signataires, Chris Frith, “la faculté de s’adapter aux autres et à nous aligner sur eux est une importante aptitude sociale. Cependant, à quel niveau cette aptitude est-elle mise en oeuvre dans le cerveau ? Au niveau logiciel (traitement de l’information) ou matériel (structurel) ? Nos résultats montrent que la conformation sociale est, au moins en partie, cablée dans la structure du cerveau”.  Pour Daniel Campbell-Meiklejohn, cette étude “ouvre un nouveau chapitre sur les conséquences sociales de l’atrophie et du développement du cerveau. Les personnes souffrant d’altération dans cette zone montrent souvent des changement dans leur personnalité et dans leur interaction sociale. Nos résultats montrent que l’on devrait se pencher sur comment ces personnes apprennent ce qui est important dans l’expression des préférences des autres“.

Exploitation sociale et politique

Il ne fait pas de doute que ce type de recherche va se développer de plus en plus. Au delà de la connaissance et du degré de confiance que l’on peut accorder à chacune d’elles, on peut s’interroger sur les conséquences sociales et politiques d’une exploitation plus ou moins caricaturale de leurs résultats. Dans ce dernier cas, on imagine assez bien l’utilisation de la mesure de cette zone du cortex orbitofrontal pour déterminer quels sont les individus dont il faut se méfier ou qui méritent un traitement particulier pour pallier leur manque de soumission à l’avis général.

Il est intéressant, également, de remarquer que l’on pourrait avoir une lecture de cette étude diamétralement opposée à celle des chercheurs. Alors qu’ils semblent nettement considérer qu’un esprit rebelle à l’opinion d’autrui est un défaut, voire un handicap, à corriger, on pourrait estimer que cette caractéristique dénote un esprit indépendant résistant à l’opinion générale. Pour eux, il semble au contraire que la pensée unique constitue le meilleure ciment de relations sociales harmonieuses…

Michel Alberganti

La mode des bons sentiments ne semble guère avoir survécu au changement de siècle. Désormais, on parle plus que d’incivilité et d’égoïsme, voire d’indifférence. Et pourtant ! Une étude publiée dans la revue Social Psychological and Personality Science par Kurt Gray, directeur du laboratoire Mind Perception and Morality de l’université du Maryland, rend à la bienveillance la place qu’elle ne devrait pas perdre.
“Nos résultats montrent que les bonnes intentions, même peu judicieuses, augmentent le plaisir et donne un meilleur goût à la nourriture”, note le chercheur. Pour arriver à cette conclusion, Kurt Gray a réalisé trois expériences.

Décharges électriques

La première concerne la douleur. Répartis en trois groupes, les participants envoient des décharges électriques dans la main de leur partenaire. Aux victimes du premier groupe, il est indiqué que cet acte est réalisé sans que leur partenaire ne soit au courant (si l’on peut dire…). Ceux du second groupe savent que leur partenaire est parfaitement conscient de leur infliger cette douleur et qu’il n’a aucune bonne raison pour le faire.  Enfin, les personnes du troisième savent que leur partenaire envoie volontairement les décharges mais qu’il agit ainsi pour leur faire gagner de l’argent. Résultat, les participants du dernier groupe ressentent une douleur inférieure à celle que subissent des membres des deux premiers groupes. Preuve qu’une douleur diminue lorsque celui qui la ressent sait qu’elle n’est ni accidentelle ni agressive mais qu’elle résulte d’une intention bienveillante à leur égard. Kurt Gray conclut que cette expérience “devrait soulager les médecins et des aidants qui sont amenés à infliger une douleur pour le bien d’un malade”.

Machine à plaisir

Deuxième expérience. Les participants sont assis dans un fauteuil de massage. Ce dernier est alternativement mis en marche par une personne qui leur veut du bien et par un ordinateur. Alors que le massage est strictement identique, les participants disent ressentir plus de plaisir lorsqu’il provient de la personne. “Bien que les ordinateurs puissent être plus efficaces que les humains dans maintes circonstances, le plaisir reste supérieur lorsqu’il provient d’une autre personne”, en déduit le chercheur.
Troisième expérience: Les participants reçoivent une sucrerie associée à une note. Pour le premier groupe, la note dit: “J’ai pris cela pour toi. J’espère que cela te fera plaisir”. Pour le second groupe: “Quoique ce soit, je m’en moque. J’ai pris cela au hasard”. Résultat: Non seulement le goût du bonbon a paru meilleur aux membres du premier groupe mais ils l’ont aussi jugé plus sucré. La conclusion de l’étude fleure bon une certaine évidence et fait, logiquement, la part belle aux bons sentiments: “La perception de la bienveillance améliore non seulement l’expérience de la douleur et du plaisir mais elle influence aussi le gout des choses”.

Effet placebo

Pas de quoi grimper au rideau ni entrer dans les ordres. Il semble néanmoins que plusieurs leçons instructives puissent être tirées de ces expériences. Globalement, elles soulignent l’impact des bonnes intentions sur nos sensations. Un constat dont pourrait tenir compte le personnel médical lorsqu’il visite un patient alité. Combien d’entre eux se plaignent de la froideur de certains médecins? Un mot gentil coûte toujours moins qu’un médicament… Les expériences de Kurt Gray ne peuvent également manquer de faire penser au placebo. Là encore, tout réside dans l’intention de celui qui le prescrit. Cet effet psychologique puissant explique, pour certains, l’efficacité de l’homéopathie observée même chez les enfants. Des études récentes montrent que, contrairement à ce que l’on pensait auparavant, l’effet placebo persiste lorsque le médecin, et même le patient, savent que le médicament ne contient rien! Il ne reste alors bien que l’intention. Attention, l’effet nocebo existe aussi…

Dieu bienveillant

Cette étude, apparemment anodine, explique pourquoi les publicités associent certains produits avec des symboles de la bienveillance comme les grand-parents ou les mamans souriantes. En matière de relations humaines, elle oblitère les comportements distants comme un câlin prodigué de façon distraite. Et que dire de la nourriture ?  Un vin présenté comme un grand cru très coûteux ne sera pas dégusté comme celui qui n’affiche pas d’étiquette connue. Le service dans les restaurants influence aussi directement la plaisir du repas. Dans les deux sens… L’étude va même jusqu’à mentionner la croyance en Dieu. “Des événements pénibles attribués à un Dieu bienveillant blessent moins que ceux provenant d’un Dieu vengeur”, note Kurt Gray. Le chercheur omet toutefois de faire état du risque d’exploitation de cette réaction à la bienveillance. Lorsque cette dernière est feinte mais bien jouée, peut-elle servir à faire passer d’amères pilules sans trop d’opposition? Si c’était le cas, nous aurions détecté depuis longtemps cette stratégie perverse chez certains hommes politiques ou chefs d’entreprise…

Michel Alberganti

Un éléphant de modèle courant est doté d’un cœur, de neurones et de cellules de peau. Une musaraigne à trompe possède aussi tous ces organes, mais elle pèse dix mille fois moins que son camarade à défenses. Ce n’est qu’un exemple d’un problème universel : en biologie, la question de l’échelle des organismes se pose souvent et les réponses sont variées.

Par exemple, le ver Caenorabditis elegans, qui dépasse rarement un millimètre de longueur, se montre fort économe et fonctionne avec seulement un millier de cellules, c’est-à-dire environ dix milliards de fois moins que toi, ô lecteur. Une stratégie très efficace, mais pas forcément suffisante à la miniaturisation extrême de certains aventuriers du microscopique.

Prenons le cas d’un des plus petits insectes connus, trompeusement nommé Megaphragma mymaripenne , ou plus joliment « guêpe-fée » (fairywasp) en anglais : ce moucheron atteint avec difficulté le quart de millimètre des antennes à l’abdomen. Il se fait donc ridiculiser par des organismes unicellulaires comme la paramécie et l’amibe que voici :

Crédit : Alexey A. Polilov

Pour fonctionner à une taille pareille, le système nerveux est réduit à 7 400 neurones, cent fois moins que pour une simple abeille, mais ce nombre reste énorme pour la taille de l’animal : comment caser tout cela dans une si petite tête ?
Son astuce pour gagner de la place a été découverte par Alexey Polilov, chercheur à l’université Lomonosov de Moscou. Les neurones de M.mymaripenne se débarrassent tout simplement de leur plus gros composant : ils deviennent des cellules sans noyau comme de vulgaires globules rouges, ce qui permet à la petite bête d’avoir une tête à la fois bien pleine et bien faite.

Et si l’image ci-dessus vous intrigue, cette animation très réussie de l’université d’Utah sur les échelles du monde cellulaire vous donnera à coup sûr le tournis :

Fabienne Gallaire

Sources

• The smallest insects evolve anucleate neurons, Alexey A. Polilov, Arthropod Structure & Development, Volume 41, Issue 1, January 2012, Pages 29-34 doi:10.1016/j.asd.2011.09.001.

• Cell size and Scale, Genetic Science Learning center, University of Utah, 2008.

Mise à jour : correction d’une erreur sur le rapport du nombre de neurones chez C. elegans et chez l’être humain.

Quoi de plus naturel et de plus important en société que de reconnaître le visage de ses congénères ? Les personnes atteintes de prosopagnosie peuvent en témoigner… La capacité à reconnaître les visages se retrouve sans surprise chez les primates mais aussi chez des animaux moins connus pour leur vive intelligence : les moutons, par exemple, sont très physionomistes.

Une nouvelle étude vient de démontrer que cette compétence est encore plus partagée qu’on ne le pensait : des entomologistes américain l’ont trouvé chez certaines guêpes. Dans le cadre de sa thèse, Michael Sheehan s’est intéressé à Polistes fuscatus, une espèce de guêpes vivant en sociétés moins hiérarchisées que de classiques abeilles, avec plusieurs reines au lieu d’une seule.

Pour tester leur coup d’œil, il a placé ces guêpes dans des labyrinthes aux branches identifiées par des portraits de différentes individus. Avec de l’entraînement, les cobayes ont vite appris à rejoindre les zones-cibles avec fiabilité, ce qui démontre leur capacité à faire la différence entre les plusieurs photos d’identité proposées.

On n’oublie pas un visage

Tout cela est bel est bon, mais ne suffit pas à conclure : cela prouve simplement que les guêpes ont une bonne vue et une bonne mémoire, rien de plus. C’est pourquoi une autre série d’expériences les a mises à l’épreuve dans des circonstances identiques, à ceci près que les indications étaient données par des symboles géométriques simples, aux différences bien plus marquées que les subtiles variations entre deux minois hyménoptères. Résultat : l’apprentissage est moins efficace et bien plus lent. La même chose se produit lorsqu’on leur présente des images de chenilles, leurs proies favorites, ou même de visages de guêpes retouchés numériquement ; ce sont donc bien les traits des individus qui sont le mieux reconnus.

Mais attention, cette virtuosité semble être l’exception plutôt que la règle: les guêpes de l’espèce proche Polistes metricus sont bien moins bonnes pour se repérer grâce aux visages, qui sont d’ailleurs beaucoup moins variés que chez P. fuscatus. La logique évolutive de cette différence tient à la structure sociale de chaque espèce. Avec une seule reine toutes les guêpes P. metricus d’un même nid sont des sœurs et ne sont pas en compétition pour la reproduction, tandis que dans une colonie à plusieurs reines comme celles de P. fuscatus, les liens familiaux sont moins serrés et la compétition est rude…

Pour se repérer dans une hiérarchie aussi complexe, il est donc important de faire la différence entre ses camarades, ce qui est facilité par la plus grande diversité physique entre les individus. D’après Michael Sheehan, « si  les guêpes ne peuvent pas se reconnaître, il y a plus d’agressivité ».

De la pratique du référendum en monarchie absolue

Les abeilles domestiques n’ont qu’une seule reine, mais cela ne les empêche pas d’avoir à trancher lorsqu’il s’agit de prendre une décision aussi fondamentale que l’emplacement de la ruche. Lorsqu’une colonie se cherche un point de chute, la reine se pose en compagnie de la majorité des ouvrières sur un arbre accueillant ou un apiculteur qui passait par là pendant que des éclaireuses quadrillent les environs à la recherche du coin idéal*. Une fois toutes les informations collectées, comment la colonie choisit-elle sa nouvelle résidence?

Le processus ressemblerait presque à une campagne électorale : chaque éclaireuse entreprend de faire la publicité de son petit paradis avec une danse bien déterminée pour encourager ses camarades à aller explorer le site, jusqu’à ce que le groupe le plus enthousiaste l’emporte numériquement et que tout l’essaim déménage.

Ce processus rappelle beaucoup la façon dont un grand groupe de neurones parvient à se synchroniser sur un type d’activité donné., mais les neurophysiologistes savent que la résolution de ces situations tient à une propriété du câblage des neurones : l’inhibition croisée. Des chercheurs américains sont donc partis à la recherche d’un équivalent dans le mécanisme de prise de décision des abeilles : est-ce que les abeilles défendant leur lieu cherchent aussi à bloquer la danse de recrutement des autres éclaireuses ?

La réponse tient en une vidéo :

Suivez bien des yeux l’abeille marquée en rose et tendez l’oreille : elle ne se contente pas d’émettre une espèce de bruit de buzzer qui correspond à un signal « stop », elle accompagne chacun de ces avertissements par un vigoureux coup de tête sur l’abeille concurrente, marquée en bleu et jaune. À la longue, ce comportement finit par inhiber la danse des factions minoritaires.

L’inhibition croisée se retrouve donc à l’échelle du neurone comme à celle de la colonie et permet aux abeilles d’éviter le triste sort de l’âne de Buridan. Même avec deux options de qualité équivalente, une très faible différence se trouvera amplifiée par ce mécanisme jusqu’à ce qu’une décision soit prise. Et une ruche de plus, une !

* Pour plus de détails indémodables sur la vie d’une ruche, je reporte le lecteur amateur de dessin naturaliste vers le n° 28-29 de La Hulotte, détenteur du titre (certes peu contesté) de journal le plus lu dans les terriers.

Fabienne Gallaire

Sources
Specialized Face Learning Is Associated with Individual Recognition in Paper Wasps. M. J. Sheehan, & E. A. Tibbetts. (2011). Science, 334 (6060) : 10.1126/science.1211334
Stop Signals Provide Cross Inhibition in Collective Decision-Making by Honeybee Swarms. Thomas D. Seeley & al. Science. 8 décembre 2011 : 10.1126/science.1210361

On ne peut oublier ces phrases délicieuses que prononce, dans Le silence des agneaux, Hannibal Lecter, interprété par Anthony Hopkins : “J’ai été interrogé par un employé du recensement. J’ai dégusté son foie avec des fèves au beurre, et un excellent chianti.” Si elle était sortie de la bouche d’un criminel réel, cette citation aurait fait le bonheur d’un trio de chercheurs américain et canadiens qui ont publié le mois dernier, dans la revue Legal and Criminological Psychology, une étude analysant la manière dont s’expriment les psychopathes. Il en ressort notamment qu’en plus de ne manifester aucune empathie pour leurs victimes, qui sont instrumentalisées, les psychopathes, lorsqu’ils relatent leurs crimes, font beaucoup plus référence que les assassins “normaux” à leurs besoins physiologiques et matériels. Nourriture, boisson et argent sont nettement plus évoqués. Pour exceptionnel qu’il paraisse, Hannibal le Cannibale n’est donc pas si différent des autres…

Les psychopathes éprouvent très peu d’émotions, sont essentiellement centrés sur eux-mêmes et, dans leur vision de la société, ils perçoivent les autres comme des proies ou du bétail à exploiter. C’est probablement pour cette raison que, selon une étude récente, on retrouve tant de psychopathes parmi les dirigeants d’entreprises… Ce sont d’excellents manipulateurs et ils utilisent le langage comme une arme. On se souvient d’ailleurs que le docteur Lecter pousse son voisin de cellule à se suicider après une longue discussion. On sait également qu’au Canada, les psychopathes réussissent 2,5 fois plus que les autres détenus les entretiens qu’ils réalisent en vue d’une libération conditionnelle… Néanmoins, ces qualités verbales, ce bagout, ont été fort peu analysés.

C’est pour combler cette lacune que l’étude de Legal and Criminological Psychology s’est donné pour objectif d’interroger en prison, avec leur accord, des criminels canadiens, tous coupables de meurtres qu’ils ont reconnus. Sur les 52 hommes retenus, 14 étaient qualifiés de psychopathes par des psychiatres. Les chercheurs sont donc allés les interviewer, 25 minutes chacun, en leur demandant de raconter, avec le plus de détails possibles, les crimes qu’ils avaient commis. Des crimes qui, en moyenne, avaient eu lieu une décennie auparavant. Une fois retranscrits, les entretiens ont été passés à la moulinette de programmes d’analyse textuelle. Ceux-ci ne se contentent pas de faire des statistiques sur les occurrences de mots mais ils les classent dans des catégories grammaticales (noms, articles, adjectifs, verbes, adverbes, etc) et des champs sémantiques (mots évoquant les interactions sociales, l’argent, le temps, etc.), soupèsent leur charge affective (positive ou négative, intense ou faible, imagée ou pas) et reconnaissent les temps de conjugaison employés.

Les entretiens réalisés avec les 52 détenus ont totalisé plus de 127 000 mots, dont presque 30 000 pour les 14 psychopathes. La manière dont ceux-ci s’expriment a été comparée avec celle des autres criminels et les chercheurs y ont décelé un certain nombre de points saillants. La première découverte concerne l’usage important que les psychopathes font des conjonctions de subordination et des expressions à valeur causale (parce que, puisque, étant donné que) lorsqu’ils décrivent leurs méfaits. Comme si les crimes qu’ils ont commis étaient les résultats logiques de plans, comme si ces actions devaient être effectuées, ce qui est cohérent avec le fait que la très grande majorité des psychopathes tuent avec un but précis en tête, alors que la moitié des autres meurtriers agissent dans l’instant, sous le coup de la colère, dans des bagarres, etc.

Deuxième enseignement, les psychopathes utilisent environ deux fois plus souvent que les autres du vocabulaire se rapportant à leurs besoins physiologiques primaires (manger et boire) et à leur préservation (avoir de l’argent, un toit). En revanche, ils se réfèrent nettement moins aux relations sociales, à la famille ou à la religion. Cela colle bien avec le portrait-robot du psychopathe centré sur sa personne, qui, même s’il peut être à l’aise dans la communication, se crée difficilement des liens et n’envisage aucune aide familiale ni spirituelle pour sa “réhabilitation”. Il décrit son crime d’une manière froide, détachée, lointaine, ce qui est confirmé par l’utilisation plus fréquente des temps du passé, alors que les autres détenus ont davantage tendance à se servir du présent pour reconstituer les meurtres dont ils ont été coupables.

Cette étude présente des limites dont les auteurs sont conscients. Notamment le fait qu’on a demandé aux détenus de décrire ces actes si exceptionnels que sont des meurtres. Il faudrait reproduire la même analyse avec des conversations ou des récits plus banals. Les chercheurs suggèrent ainsi de montrer de courtes vidéos à des psychopathes et à des assassins non-psychopathes et de les leur faire décrire ensuite, pour décortiquer la manière dont ils reconstituent les scènes. Evidemment, les conclusions de ces travaux n’ont pas (encore…) de valeur prédictive. Alors, la prochaine fois que quelqu’un raccrochera un peu vite le téléphone en vous disant “J’aimerais poursuivre cette conversation mais… j’ai un vieil ami pour le dîner”, n’imaginez pas forcément que, à l’instar du docteur Frederick Chilton à la fin du Silence des agneaux, le “vieil ami” en question terminera sa carrière en osso-bucco préparé par un clone d’Hannibal Lecter…

Pierre Barthélémy