Pour la première fois, les neuroscientifiques ont observé comment les structures cérébrales profondes s’activent lorsqu’elles prennent conscience de leurs propres pensées, un phénomène connu sous le nom de perception consciente.

Bien que notre cerveau reçoive constamment des informations par la vue, l’ouïe et d’autres sensations, seule une petite fraction de ces données atteint notre conscience — par exemple, lorsque nous remarquons le goût du chocolat ou entendons quelqu’un nous appeler. Pendant longtemps, les chercheurs associaient cette prise de conscience principalement au cortex cérébral – sa couche externe. Mais que se passe-t-il dans les royaumes plus profonds ?

L’étude de ces structures internes a toujours été difficile en raison de la nécessité de procédures invasives et de la difficulté à créer des modèles animaux fiables. Cependant, explorer ces domaines pourrait grandement élargir notre compréhension de la conscience au-delà de la surface du cerveau.

« La recherche sur la conscience est une source de scepticisme depuis longtemps », déclare Liad Mudryk, neuroscientifique à l’université de Tel Aviv. « Mais les avancées des méthodes scientifiques permettent désormais d’étudier ce phénomène de manière plus systématique. »

Thalamus : Le joueur central dans la conscience

La nouvelle étude, publiée dans la revue Science par une équipe dirigée par Mingsh Zhang de l’Université normale de Pékin, s’est concentrée sur le thalamus, la région centrale du cerveau connue pour la gestion des données sensorielles et la mémoire de travail. Pendant longtemps, on a supposé que c’était le thalamus qui était impliqué dans ce dont nous avons connaissance.

L’étude concernait des patients traités pour des maux de tête chroniques. Ils ont été implantés avec de fines électrodes profondément implantées dans le cerveau — une occasion rare pour les scientifiques de suivre l’activité neuronale en temps réel tout en accomplissant des tâches nécessitant une perception consciente.

Les sujets voyaient des icônes clignotantes à l’écran et on leur demandait de bouger les yeux d’une certaine manière selon qu’ils voyaient l’icône ou non. Le stimulus visuel a été conçu pour être perçu consciemment environ 50 % du temps, ce qui a permis de mesurer la réponse du cerveau à la fois au traitement conscient et inconscient.

Réponse coordonnée

Les résultats étaient impressionnants. Lorsque les participants étaient conscients de l’icône, l’activité dans le thalamus et le cortex préfrontal augmentait non seulement, mais survenait aussi plus tôt — notamment dans le thalamus. Ces signaux étaient également synchronisés entre les deux régions, ce qui suggère que le thalamus pourrait jouer le rôle de « gardien » pour contrôler quelles pensées et perceptions entrent dans la conscience.

« Ce niveau d’activité coordonnée entre les régions est rare », déclare Christopher White, neuroscientifique à l’Université de Sydney. « Il s’agit des tout premiers enregistrements en temps réel chez l’homme lors de tâches directement liées à la conscience. »

Confirmation sur les animaux

Ces résultats sont cohérents avec des études animales antérieures. En 2020, il a été démontré que lorsque les souris détectent un faible mouvement des moustaches, l’activité du cortex cérébral est associée à des projections vers des zones plus profondes, telles que le thalamus. Ce modèle indique un système plus large et plus interconnecté sous-jacent à l’expérience consciente.

Mudryk appelle la nouvelle étude « l’une des études les plus détaillées du rôle du thalamus dans la conscience », bien qu’il note qu’il n’est pas encore clair si l’activité enregistrée reflète une véritable expérience de conscience ou une concentration accrue sur les stimuli.

Quelle est la prochaine étape ?

L’équipe de Zhang prévoit d’étendre la recherche en recrutant plus de participants et en menant des expériences plus détaillées sur des macaques pour mieux comprendre comment la conscience découle des circuits neuronaux.

Le thalamus, que l’on pensait autrefois n’être qu’une station de transmission d’informations, apparaît maintenant comme un indice potentiel à l’une des questions les plus déroutantes de la science : comment le cerveau est-il conscient de lui-même.