CERVEAUX ET MACHINES, animé par Vincent Bloch, professeur émérite de neurobiologie, Université de Paris-Sud (Paris XI).

La vocation de notre groupe est, d'une part, de savoir si les connaissances actuelles sur le fonctionnement du cerveau peuvent inspirer les concepteurs de machines. A l'inverse il s'agit aussi d'estimer si les dispositifs imaginés par les informaticiens et les roboticiens peuvent suggérer des modèles explicatifs aux spécialistes des neurosciences.

Une année de conférences...

En janvier c’est un historien des Sciences, Jean-Claude Dupont qui est venu nous parler de l’histoire d’une querelle de Claude Bernard à nos jours : « Le cerveau, machine chimique ou électrique ? »

Dès le milieu du 19ème siècle la vitesse de propagation de l’influx nerveux avait pu être mesurée, et le principe même de la conduction fut énoncé comme reposant sur une excitation électrique se reproduisant de proche en proche Mais beaucoup plus tardive fut la recherche du mécanisme de transfert vers l’organe commandé (muscle ou glande) ou entre les neurones eux-mêmes, quand on eût reconnu l’existence d’une discontinuité entre ceux-ci. Cet intervalle est-il franchi grâce aux courants induits, ou un intermédiaire chimique assure-t-il le transfert ? Ceci a fait l’objet de débats véhéments depuis Claude Bernard jusqu’au milieu du 20ème siècle. Les méthodologies mises en oeuvre par les partisans des deux camps, dans la recherche d’arguments convaincants, est d’un très grand intérêt pour l’épistémologue.

En mars nous avons entendu un des pionniers de la génétique des comportements Pierre Roubertoux, psychologue et biologiste, traiter « De l’ADN à la cognition »

Des gènes et des facteurs d’environnement virtuels ont été proposés pour rendre compte des différences de QI, mais aucun gène ou mécanisme d’environnement n’a été trouvé. Pourtant, cette conclusion n’exclut pas que des gènes puissent agir sur les capacités psychologiques. Des syndromes génétiques associés à des troubles cognitifs ainsi que le recours à des souris génétiquement modifiées (par ajout ou invalidation de gènes) montrent le lien entre des gènes séquencés ou clonés et la cognition. Il est possible de partir de la structure moléculaire du gène pour comprendre comment une mutation joue sur le fonctionnement du neurone et d’en poursuivre les conséquences jusqu’au niveau intégrateur et à la cognition. Des résultats, en particuliers sur la trisomie 21, obtenus tant avec les techniques de biologie moléculaire qu’avec celles de l’imagerie cérébrale, illustrent les possibilités offertes par la « neurogénétique cognitive ».

C’est en mai que notre collègue Jean-Sylvain Liénard, informaticien, est venu répondre à la question ; « Faut-il vraiment deux oreilles pour séparer les sons ? ».

Notre environnement quotidien comporte de multiples sources sonores, que l’auditeur peut sélectionner en repérant leur position dans l’espace. Même lorsque plusieurs sons viennent de la même direction, l’auditeur est encore capable de porter son attention sur l’un d’eux et d’ignorer les autres. C’est l’effet dit de « cocktail party ». Sa compréhension constitue l’un des objectifs majeurs de l’activité multidisciplinaire appelée Analyse des Scènes Auditives (ASA).

Le regroupement perceptif des sensations élémentaires en « flux auditifs », sont l’équivalent auditif des « formes » du monde visuel. De nombreuses études sont menées pour comprendre les mécanismes perceptifs de formation des flux à partir de sons élémentaires successifs ou simultanés.

Les ingénieurs du traitement de l’information s’intéressent aussi à l’ASA, en vue d’améliorer leurs systèmes de transmission du son et de reconnaissance de la parole qui, à l’opposé du sujet humain, sont complètement déroutés dès que plusieurs voix se superposent.

Tous ces travaux confortent l’idée selon laquelle la perception n’est pas un simple reflet du monde extérieur, mais une recherche active, anticipatrice, située et sélective de l’information jugée.

« Les réparations du cerveau : plasticité naturelle et greffes de tissu », tel a été le thème de la réunion de septembre, animée par Bruno Will, psychophysiologiste.

La lésion d’une région particulière du cerveau est souvent suivie, avec un délai de durée variable, d’une récupération partielle ou totale des fonctions associées à cette région. Ceci n’est pas dû à la reconstitution à l’identique de la circuiterie initiale mais à la création d’une nouvelle organisation substitutive. Quels sont les mécanismes et les conditions de cette réparation et peut-on les faciliter ou même les provoquer ? Les réponses à ces questions ont été apportées par Bruno Will.

Il a aussi traité de l’important problème thérapeutique actuel des greffes de tissu nerveux chirurgicalement implantées : l’expérimentation animale permet de connaître les conditions de la « prise » de ces greffes par le constat de la récupération fonctionnelle sur le plan électrophysiologique, corrélativement à celui du comportement. Le conférencier nous a fait part de sa nouvelle méthode qui renforce la probabilité de succès de ces greffes. Il a montré aussi que, quels que soient les mécanismes sous-jacents de la récupération fonctionnelle (reconstruction de synapses par des axones distants, naissance de nouveaux neurones à partir de cellules souches, ou greffes) cette récupération est facilitée par l’enrichissement du milieu dans lequel vivent les sujets porteurs de lésion, enrichissement auquel ils répondent par une activité comportementale accrue.