Le «réseau de rêve» nous aide à passer au pilote automatique

Pouvez-vous imaginer à quel point il serait pénible de penser à chaque petite action que vous entreprenez chaque jour??

Heureusement, nos esprits s'égarent et nous rêvons des tâches routinières, telles que conduire pour aller au travail, prendre une douche ou arroser les plantes. Fait intéressant, la même partie du cerveau est liée à la fois à la rêverie et au pilote automatique basé sur la mémoire: le réseau en mode par défaut (DMN). De plus, de nouvelles recherches montrent que le DMN joue un rôle essentiel en mode de pilote automatique.

Le réseau en mode par défaut

Le réseau DMN, ou «réseau de rêverie», est réparti sur diverses régions interconnectées du cortex, notamment les lobes frontaux, pariétaux et temporaux. Le cortex est la couche externe du cerveau.

Plus précisément, le DMN est divisé en trois subdivisions principales:

Le cortex préfrontal médiatique ventral
Le cortex préfrontal médial dorsal
Le cortex cingulé postérieur et le précunéus adjacent ainsi que le cortex pariétal latéral (à savoir, la région de Brodmann 39)

Le cortex entorhinal est également lié au DMN.

Fait important, le cortex préfrontal est situé à l'avant du cerveau et régule la pensée, le comportement et les émotions complexes..

Comme beaucoup de choses dans la science, la découverte du DMN a été fortuite. En 1997, Shulman et ses collègues ont eu recours à la tomographie par émission de positrons (type d'imagerie cérébrale) pour montrer que, par rapport à un état de repos, le flux sanguin dans une constellation de zones cérébrales était réduit tout en réalisant un nouvel objectif non autoréférentiel. tâches dirigées. À noter que la diminution du débit sanguin dans ces zones du cerveau signifie une activité réduite.

En 2001, Raichle et ses collègues ont franchi une nouvelle étape cruciale: ils n’étaient pas des activations à l’état de repos, provoquées par des pensées expérimentalement incontrôlées. Dans un article de synthèse de 2015 intitulé «Le réseau en mode par défaut du cerveau», Raichle écrit ce qui suit:

Nous avons utilisé des mesures par tomographie à émission de positons (TEP) du débit sanguin régional et de la consommation d’oxygène pour montrer, selon des critères métaboliques d’activation bien établis, que les zones présentant systématiquement une réduction de l’activité au cours de l’exécution de la tâche ne sont pas activées au repos. Notre article s'intitulait «Un mode de fonctionnement cérébral par défaut». Nous avons conclu que les zones cérébrales observées comme diminuant leur activité au cours de tâches exigeant une attention particulière et orientées vers un objectif n'étaient pas activées au repos, mais indiquaient plutôt une organisation jusque-là non reconnue au sein de l'activité intrinsèque ou continue du cerveau..

En 2015, la découverte de la DMN avait généré près de 3000 articles sur le sujet. Nous avons appris que le DMN est le plus actif lorsque les gens sont seuls avec leurs pensées ou leurs comportements acquis, réflexifs et automatiques, dans des contextes spécifiques, dans des environnements stables, comme regarder un film ou conduire une voiture sur un itinéraire connu. Ces environnements sont des états de repos éveillés lorsqu'une personne n'est pas concentrée sur le monde extérieur. Inversement, dans les environnements expérimentaux qui sont considérés comme intensifs et taxant sur le plan cognitif, comme pour résoudre un puzzle, le DMN est moins actif..

Les nombreux rôles de la DMN sont encore en cours d'élucidation. Le DMN est lié à la mémoire épisodique et à la consolidation de la mémoire, ainsi qu’aux processus sociaux et liés à soi-même. Le DMN est également lié à la réflexion sur l’avenir, aux souvenirs du passé et à la créativité. Selon Raichle, chez l’homme, des études ont montré que le DMN «instancie les processus qui supportent le traitement des émotions (VMPC), l’activité mentale autoréférentielle (DMPC) et le souvenir d’expériences antérieures».

Dans une étude de 2009 publiée dans Cartographie du cerveau humain, À propos du DMN, Uddin et ses co-auteurs écrivent ce qui suit: «Même s’il est possible qu’une théorie complète expliquant la capacité du réseau à prendre en charge un aussi large éventail de fonctions, il est plus probable que le réseau en mode par défaut se compose de subdivisions fonctionnellement différenciables. ou sous-réseaux. "

Fait intéressant, pendant la méditation, l'activité de DMN diminue. Cette constatation a du sens car la méditation est une période de réflexion mentale errante et de réflexion autorégulée. Pendant la méditation, une personne se concentre sur l'expérience immédiate et éloigne l'attention des distractions..

DMN et pilote automatique

Le DMN a d'abord été envisagé comme une information générée dans l'environnement externe et interne d'une personne. Parce que le DMN a été identifié pour la première fois au repos, il est tentant de penser que le DMN est simplement responsable des pensées éveillées, errantes et spontanées. La cognition spontanée implique souvent des réflexions sur le passé et l'avenir, ce qui évoque également le rôle perçu du DMN. Cependant, le DMN joue un rôle beaucoup plus fondamental dans la conscience.

Dans une étude de 2017 intitulée «Contributions du mode par défaut au traitement automatisé de l'information», Vatansever et ses co-auteurs découvrent que le DMN bascule réellement le cerveau sur le pilote automatique basé sur la mémoire une fois que nous avons compris une tâche. Les auteurs émettent l'hypothèse d'un cadre possible pour ce processus.

Vatansever et ses co-auteurs ont émis l’hypothèse que notre cerveau est câblé pour anticiper en permanence les événements extérieurs. Nous intériorisons constamment les irrégularités de l'environnement pour fonder nos attentes. Ces attentes sont ensuite utilisées pour éclairer nos prises de décision et interpréter, prévoir et agir sur les demandes environnementales.

En effet, il est suggéré que l'activité intrinsèque du cerveau, en particulier celle du DMN, qui utilise une partie considérable de nos réserves d'énergie cérébrale, reflète de tels modèles internes du monde qui pourraient aider à l'interprétation de notre environnement. Bien que ce traitement prédictif puisse constituer le mécanisme commun par lequel le cerveau traite l'information dans son ensemble, ce qui distingue le DMN est sa capacité à fournir un espace de travail commun pour la convergence de l'information grâce à ses connexions fonctionnelles et structurelles étendues au reste du cerveau et en particulier son accès aux informations en mémoire. On pense que cette capacité d’intégration du DMN est un signe distinctif de la conscience, dont les niveaux ont déjà été associés à l’intégrité du DMN..

Dans le cadre de l’étude, les chercheurs de l’Université de Cambridge ont recruté 28 participants qui s’engageaient dans une tâche en position couchée dans un scanner IRM fonctionnel. On a montré quatre cartes aux participants et leur a demandé d'associer une carte cible à ces quatre cartes. La carte cible peut correspondre à la couleur, à la forme ou au nombre, et les participants devaient déterminer la règle de correspondance. Le scanner IRM fonctionnel mesurait les niveaux d'oxygène dans le cerveau, qui servaient de proxy pour l'activité cérébrale.

Il y avait deux étapes dans cette tâche. La première étape a été une acquisition au cours de laquelle les volontaires ont appris à faire correspondre la règle par essais et erreurs. La deuxième étape était une application dans laquelle les volontaires avaient déjà compris la règle et l'appliquaient maintenant..

Les chercheurs ont constaté que pendant la phase d'acquisition, le réseau d'attention dorsale était le plus actif. Le réseau d'attention dorsale est lié au traitement d'informations exigeant une attention particulière. Pendant la phase de candidature, lorsque les participants connaissaient déjà la règle et ne faisaient que l'appliquer, la DMN était plus active..

Les chercheurs ont également observé qu'au cours de la phase d'application, plus la relation entre l'activité dans le DMN et les zones du cerveau impliquées dans la mémoire telles que l'hippocampe était forte, plus les participants étaient en mesure de répondre à la tâche rapidement. Cette découverte suggère que pendant la phase d'application, le cerveau était en train de puiser dans la mémoire et a répondu à la tâche en utilisant une règle de mémoire..

Il semble que le DMN, avec ses diverses connexions à travers le cerveau, aide à établir un cadre proactif dans le cerveau. Dans les contextes établis et les moments de repos ou de routine de veille, le DMN effectue des prédictions basées sur la mémoire et nous permet ainsi de fonctionner en pilote automatique. Cependant, lorsque le DMN n'est pas en mesure de prédire l'avenir de manière fiable, le pilote automatique bascule en mode «manuel» et certaines parties de notre cerveau qui traitent des informations exigeantes en matière d'attention prennent le dessus..

Selon les chercheurs, ce cadre mis en place par le DMN pourrait fournir «un support essentiel pour expliquer non seulement l'activité continue du DMN dans des conditions de« repos »stables, mais aussi sa contribution aux interactions sociales (par exemple, la théorie de l'esprit, l'intuition, etc.). et stéréotypes), un sens de soi conscient, la créativité et divers autres domaines cognitifs qui nécessitent tous l’utilisation stable des informations acquises pour prédire le monde qui nous entoure. "

Les implications

Tout comme le rôle du DMN lui-même, les implications de la recherche effectuée par Vatansever sur le DMN sont vastes et pourraient nous aider à mieux comprendre des conditions telles que les lésions cérébrales traumatiques. Dans les lésions cérébrales traumatiques, des problèmes de mémoire et d’impulsivité rendent difficile la réintégration sociale. En outre, ces résultats pourraient nous aider à mieux comprendre d'autres types de maladies mentales, notamment la dépendance, la dépression et le trouble obsessionnel-compulsif. Enfin, cette recherche pourrait aider à élucider les mécanismes des médicaments anesthésiques sur le cerveau.

Ligne de fond

Depuis sa découverte il y a près de 20 ans, le DMN a été une aubaine pour les chercheurs scientifiques et a contribué à redéfinir notre façon de penser du fonctionnement du cerveau. Chaque année, nous en apprenons davantage sur ce réseau aux multiples facettes qui joue un rôle essentiel dans la conscience. Des recherches expliquant son rôle dans le pilote automatique basé sur la mémoire vont un peu plus loin dans notre compréhension du DMN en affirmant que le DMN n'est pas simplement un bruit de fond et constitue un important vecteur d'informations.

Pour finir, une meilleure compréhension du DMN a permis de mieux comprendre l'expérience intérieure de l'être humain. Considérez cette description de Callard et Margulies tirée d’un article intitulé «Ce dont nous parlons lorsque nous parlons du réseau en mode par défaut»:

Le DMN a été remarquablement productif en introduisant des champs et des méthodes jusque-là marginalisés dans les périmètres de la neuroscience cognitive et, grâce à de telles incursions, a ouvert de nouvelles pistes d’enquêtes conceptuelles et méthodologiques. Des sujets tels que l'errance mentale, considérée jusque-là en grande partie au-delà de la psychologie cognitive, sont devenus des domaines de recherche brûlants. Des chercheurs en neuropsychoanalyse ont découvert que le DMN était un concept riche permettant de faire progresser les formulations sur l'énergie psychique, les concepts psychodynamiques du soi en relation avec les objets et la fantaisie..