Neurosciences Cognitives

Les neurosciences cognitives en psychologie

Les neurosciences cognitives analysent le cerveau à l'aide de techniques d'imagerie neuronale et comparent les résultats de l'imagerie neuronale à des données comportementales.

La combinaison d'éléments scientifiques "durs" (mesures et observations directes) avec les aspects scientifiques "doux" de la psychologie, tels que la thérapie par la parole, a permis de légitimer davantage la psychologie et sa place en tant que science dans les communautés universitaires et scientifiques. Examinons quelques-unes de ces techniques d'imagerie neuronale et explorons leur fonctionnement.

Un appareil d'IRM permet de jeter un coup d'œil sur les mécanismes internes du corps humain | Wikimedia Commons

Tomographie par émission de positrons (TEP)

La tomographie par émission de positons fonctionne en identifiant la présence de traceurs radioactifs. Le traceur est injecté dans le sang des patients qui subissent une tomographie par émission de positons. Lorsqu'une quantité de sang s'accumule dans une zone particulière en raison de l'augmentation du flux sanguin, le PET scan peut détecter où va le sang.

S'il avait des difficultés à se remémorer de tels souvenirs et que son médecin effectuait un PET scan, il pourrait trouver une quantité d'activité dysfonctionnelle dans cette zone du cerveau.

Le PET scan est bénéfique pour les neurosciences cognitives car il permet d'obtenir une imagerie instantanée et en temps réel du cerveau et de ses fonctions, ce qui peut être utilisé pour mieux comprendre l'état d'un patient et de son cerveau.

Tomographie assistée par ordinateur (TAO)

La tomodensitométrie utilise les rayons X pour créer un modèle 3D précis du cerveau d'une personne. Pour ce faire, des rayons X sont émis sur le cerveau. Contrairement au PET scan, qui produit une image de l'activité cérébrale en temps réel, la tomodensitométrie produit un instantané détaillé de la structure du cerveau.

Le scanner est utile en neurosciences cognitives car il permet aux médecins et aux chercheurs d'observer directement l'état physique du cerveau. Cela peut être utile pour traiter un patient souffrant d'un traumatisme cérébral spécifique ou pour comprendre et comparer différents cerveaux. Les tomodensitogrammes ne sont généralement pas pratiqués sur les enfants et les personnes enceintes, car ils nécessitent des rayons X, qui sont des ondes de radiation à haute énergie comportant des risques.

Imagerie par résonance magnétique (IRM) et imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf)

L'IRM montre une image du cerveau en temps réel en utilisant une combinaison d'ondes radio et de champs magnétiques qui affectent les noyaux d'hydrogène dans le corps (protons).

L'IRMf est un examen similaire, mais au lieu de simplement créer une image, elle permet d'observer l'activité du cerveau en scannant la fonction métabolique. Pendant l'IRMf, les patients reçoivent souvent des invites allant de questions et d'ordres à des stimuli visuels. L'activité cérébrale est alors observée, car des activités et des invites différentes suscitent une activité dans les diverses parties du cerveau.

• Tout comme le PET scan, l'IRMf permet d'observer l'activité cérébrale en temps réel, mais contrairement au PET scan, aucune exposition aux radiations n'est nécessaire. C'est un avantage important pour l'IRMf, car elle est plus saine pour le patient et permet de réaliser de nombreux scans du cerveau au lieu d'un seul.
• En pratique, même si le PET scan produit des images plus claires que l'IRMf, la possibilité de répéter l'IRMf permet d'obtenir des images plus claires du cerveau.

Exemple de psychologie des neurosciences cognitives

En guise d'explication élémentaire, les neurosciences cognitives signifient que les structures et les processus sous-jacents du cerveau déterminent la façon dont nous agissons et pensons. Examinons quelques exemples concrets de neurosciences cognitives, en commençant par le cas de Phineas Gage.

Expériences de neurosciences cognitives : Phineas Gage

Phineas Gage était un homme qui travaillait à la construction de chemins de fer au 19ème siècle en Amérique. Dans le cadre de son travail, Gage devait créer des trous dans le sol à l'aide de dynamite afin de construire une fondation pour les nouvelles voies ferrées. Une partie de ce processus consistait à emballer les explosifs avec une tige métallique. Malheureusement pour Phineas, les explosifs ont été déclenchés par cette action, et la tige métallique a traversé son crâne à grande vitesse, entrant et sortant complètement du côté gauche de son cerveau.

Par miracle, Phineas a survécu à cet événement, malgré de graves blessures, des hémorragies et des lésions cérébrales. Cependant, il a rapidement été considéré comme suffisamment bien portant pour recommencer à travailler.

Malgré l'amélioration de sa condition physique, Gage a été profondément changé psychologiquement par l'incident. Gage est passé d'un homme observé comme poli et travailleur à un homme indécis, agressif et grossier. Ce changement était si marqué que Harlow, le médecin qui travaillait avec lui à l'époque, a noté que ses amis et sa famille considéraient qu'il "n'était plus Gage".

Une tige métallique a été envoyée à travers le lobe frontal de Phineas Gage І Wikimedia commons.

Les dommages physiques qu'il a subis au niveau du cerveau ont entièrement transformé sa personnalité :

• Harlow a explicitement suggéré que la blessure était la cause sous-jacente de son changement radical de personnalité.

Alors qu'à l'époque de Gage, les méthodes permettant de comprendre et d'observer le cerveau étaient très limitées, nous avons acquis une compréhension plus scientifique de ce qui s'est passé grâce aux techniques d'imagerie modernes.

Malheureusement, alors que Gage est mort douze ans après l'incident, Harlow a pu fournir son crâne aux chercheurs, permettant ainsi au malheur de Gage d'aider les psychologues.

L'étude de Tulving sur la mémoire de l'or

Un autre exemple de recherche en neurosciences cognitives est l'étude sur la mémoire "en or" de Tulving. Cette étude de cas visait à trouver un lien entre différents types de souvenirs et leur activité respective dans le cerveau.

La méthode

Six participants ont été invités à s'asseoir ou à s'allonger sur un canapé, à fermer les yeux et à imaginer un souvenir sur le sujet de leur choix. Au bout d'une minute, Tulving a injecté aux participants un traceur - un isotope d'or radioactif qui serait mis en évidence par un scanner TEP, qui devait montrer à Tulving quelles zones du cerveau étaient les plus actives pendant l'imagination de différents souvenirs.

Les participants ont fait cela huit fois.

Résultats

Bien que trois participants n'aient pas été inclus en raison de leurs résultats incohérents, les trois autres ont montré une différence marquée dans le flux sanguin, ce qui démontrerait une activité cérébrale différente.

L'étude a montré que lorsque l'on pensait à des souvenirs sémantiques (c'est-à-dire des souvenirs liés à la signification), les lobes pariétal et occipital du cortex cérébral étaient mis en évidence, mais que lorsque l'on pensait à des souvenirs épisodiques (c'est-à-dire des souvenirs liés à des événements), les lobes temporaux et frontaux étaient mis en évidence.

Conclusion

Tulving a conclu que, d'après ses découvertes et ses observations, les différents types de souvenirs suscitaient une plus grande activité dans les différentes zones du cerveau.

Application pratique des neurosciences cognitives : Dommages neurologiques

Les lésions neurologiques ainsi que le diagnostic et le traitement de ces lésions sont des exemples d'applications pratiques des neurosciences cognitives.

Voici quelques exemples de dommages neurologiques :

• Les accidents vasculaires cérébraux qui touchent des zones particulières du cerveau et en perturbent le fonctionnement.
• L'agnosie visuelle, lorsqu'un patient est incapable de donner un sens aux informations visuelles qu'il perçoit.
• La prosopagnosie, lorsqu'un patient est incapable de reconnaître les visages bien qu'il soit capable de les percevoir visuellement.
• Les lésions du cortex préfrontal, associées au contrôle des impulsions et à l'expression de la personnalité.

Les neurosciences cognitives, grâce aux méthodes détaillées ci-dessus, peuvent identifier les zones de dommages neurologiques possibles et évaluer la meilleure façon de traiter les zones de dommages, tout en surveillant la progression de la blessure et de la maladie et les effets des plans de traitement.