Semaine 4 : Localisation cĂ©rĂ©brale et neurones miroirs : Du « oĂą et quand » Ă  l’architecture fonctionnelle

La critique de Fodor : Localiser n’est pas expliquer. Jerry Fodor pose une question dĂ©rangeante : pourquoi cette fascination pour la localisation des fonctions mentales dans le cerveau ? Les techniques d’imagerie cĂ©rĂ©brale nous rĂ©vèlent oĂą et quand certaines rĂ©gions s’activent durant des tâches cognitives spĂ©cifiques. Un secteur s’illumine quand on pense aux thĂ©ières, un autre quand on entend des noms plutĂ´t que des verbes, un autre encore quand on voit des lĂ©gumes. Mais quelle connaissance gagnons-nous vraiment ?

L’argument central de Fodor est simple mais dĂ©vastateur : savoir oĂą se produit une fonction ne nous dit rien sur comment elle se rĂ©alise. Son analogie avec le carburateur est parlante. Comprendre le fonctionnement d’un moteur exige de saisir que le carburateur aère l’essence, qu’il contribue ainsi au fonctionnement global. Mais pourquoi importe-t-il de savoir oĂą exactement le carburateur se situe dans le moteur ? Ă€ moins de vouloir le retirer chirurgicalement, cette information topographique n’ajoute rien Ă  la comprĂ©hension du mĂ©canisme. 

De mĂŞme pour le cerveau. Personne ne doute sĂ©rieusement que parler, faire du vĂ©lo ou construire un pont dĂ©pend de processus cĂ©rĂ©braux quelque part au nord du cou. Mais pourquoi prĂ©ciser Ă  quel point au nord ? Fodor souligne que les neuroscientifiques accumulent des cartes cĂ©rĂ©brales sans hypothèses claires sur ce qu’elles sont censĂ©es nous rĂ©vĂ©ler. Ce sont des scientifiques « qui ont une camĂ©ra mais pas d’hypothèse ».

La corrĂ©lation entre activitĂ© neuronale et fonction mentale ne constitue pas une explication causale du fonctionnement. Elle nous dit « quand » et « oĂą », mais reste muette sur le « comment » et le « pourquoi ». Cette critique mĂ©thodologique est redoutable : si la recherche la plus coĂ»teuse en neurosciences se contente de localiser sans expliquer, elle absorbe des ressources qui pourraient servir Ă  Ă©lucider les mĂ©canismes rĂ©els. (Attention : Fodor ne conteste aucunement la valeur de la localisation Ă  la neurologie ou Ă  la neuropsychologie cliniques.)

Les neurones miroirs : Un cas d’Ă©cole apparent. La dĂ©couverte de Rizzolatti des neurones miroirs semble, Ă  première vue, illustrer parfaitement la critique de Fodor. Ces neurones dans le cortex prĂ©central ventral du macaque s’activent aussi bien quand le singe exĂ©cute une action (saisir un objet) que lorsqu’il observe un autre individu exĂ©cuter la mĂŞme action. Des neurones aux propriĂ©tĂ©s similaires ont Ă©tĂ© localisĂ©s dans le lobule pariĂ©tal infĂ©rieur. Chez l’humain, les donnĂ©es d’EEG, MEG, TMS et d’imagerie (TEP, IRMf) confirment l’existence d’un système miroir.

Pendant des annĂ©es, cette dĂ©couverte semblait offrir peu plus qu’une cartographie sophistiquĂ©e : voici oĂą se produit l’activitĂ© miroir, voici quand elle s’active. L’imitation est une capacitĂ© comportementale que nous savions dĂ©jĂ  possĂ©der, partagĂ©e avec de nombreuses espèces, opĂ©rant dans plusieurs modalitĂ©s sensorielles et motrices. Mais identifier les corrĂ©lats neuronaux de cette capacitĂ© ne rĂ©vĂ©lait pas comment le cerveau la rĂ©alise. Aucun message utile pour les roboticiens cherchant Ă  rĂ©tro-ingĂ©nierier cette rĂ©ciprocitĂ© entre la perception sensorielle et la production motrice. Ce nr sont que des paramètres de localisation spatiotemporelle pour une fonction qui est dĂ©jĂ  connue. Cette lecture initiale inscrivait les neurones miroirs dans le paradigme que critique Fodor : beaucoup de technologie coĂ»teuse pour localiser ce que nous savions dĂ©jĂ  exister, sans avancer d’un pas vers la comprĂ©hension mĂ©canistique.

Le tournant : De la localisation Ă  l’architecture. Mais cette lecture Ă©tait trop rapide. Ce qui est important n’est pas la localisation d’un type de neurone en un lieu prĂ©cis, mais la dĂ©couverte d’un pattern systĂ©matique : la fonction miroir se rĂ©vèle ĂŞtre omniprĂ©sent, multimodal, et architecturalement canonique.

Rizzolatti montre que les neurones miroirs ne se contentent pas de coder des actes moteurs isolĂ©s. Certains sont « contraints par l’action » : ils ne s’activent que si l’acte moteur observĂ© s’inscrit dans une action spĂ©cifique. Un neurone peut dĂ©charger pour « saisir-pour-manger » mais pas pour « saisir-pour-placer ». Cette spĂ©cificitĂ© permet Ă  l’observateur non seulement de reconnaĂ®tre l’acte moteur observĂ©, mais aussi de coder ce que sera le prochain acte moteur, donc de comprendre l’intention de l’agent.

Au-delĂ  de l’action motrice, le mĂ©canisme miroir opère aussi pour les Ă©motions. L’insula antĂ©rieure et le cortex cingulaire antĂ©rieur s’activent Ă  la fois quand un sujet Ă©prouve du dĂ©goĂ»t directement (exposition Ă  des odeurs rĂ©pugnantes) et quand il observe l’expression faciale du dĂ©goĂ»t chez autrui. Des rĂ©sultats similaires Ă©mergent pour la douleur. Le mĂ©canisme miroir constitue ainsi la base neuronale de l’empathie.

Ce qui importe n’est donc pas qu’il existe un « module du dĂ©goĂ»t » localisĂ© dans l’insula, mais que la mĂŞme structure qui Ă©labore nos propres rĂ©ponses Ă©motionnelles s’active lors de l’observation des Ă©motions d’autrui. Le pattern rĂ©vèle un principe architectural : la comprĂ©hension d’autrui procède par transcription dans nos propres systèmes moteurs et Ă©motionnels.

Transcription sensori-motrice. Rizzolatti souligne un point crucial : l’observation visuelle seule, sans implication du système moteur, ne fournit qu’une description des aspects visibles du mouvement. Elle n’informe pas sur ce que signifie rĂ©ellement cette action. Cette information ne peut ĂŞtre obtenue que si la forme de l’action observĂ©e est aussi codĂ©e dans le système moteur de l’observateur. L’activation du circuit miroir devient ainsi essentielle pour donner Ă  l’observateur une comprĂ©hension rĂ©elle, expĂ©rientielle de la production de l’action perçue.

VoilĂ  ce qui Ă©chappe Ă  la critique de Fodor appliquĂ©e mĂ©caniquement. Il ne s’agit pas simplement de savoir oĂą se trouve un module d’imitation, mais de reconnaitre que l’apparence perceptive chez autrui est conforme avec sa production chez soi-mĂŞme. Le mĂ©canisme miroir relie le codage de ce que ça fait de voir l’action par les aires visuelles complexes, vers les aires motrices qui codent ce que ça fait de faire cette action. Ce n’est pas une simple corrĂ©lation topographique, c’est un principe fonctionnel : comprendre l’action d’autrui, c’est savoir comment (et pourquoi) la produire soi-mĂŞme.

Implications pour les origines du langage. Le mĂ©canisme miroir offre un cadre pour aborder les origines gestuelles de la parole (qui seront traitĂ©es dans les semaines 6 Ă  8). Depuis Condillac, plusieurs auteurs ont suggĂ©rĂ© que la voie menant Ă  la parole est nĂ©e des communications gestuelles et non des cris des animaux. Les neurones miroirs crĂ©ent un lien direct entre l’Ă©metteur du message et le receveur. Grâce au mĂ©canisme miroir, les actions exĂ©cutĂ©es par un sujet deviennent des messages compris par un observateur sans mĂ©diation cognitive.

L’observation d’un sujet saisissant une pomme est immĂ©diatement comprise puisqu’elle Ă©voque le mĂŞme codage moteur dans le système miroir de l’observateur. Rizzolatti et Arbib ont proposĂ© que le mĂ©canisme miroir soit le système basique Ă  partir duquel a Ă©voluĂ© le langage. Le mĂ©canisme miroir aurait rĂ©solu deux problèmes fondamentaux de la communication : la paritĂ© (ce qui compte pour l’Ă©metteur compte aussi pour le receveur) et la comprĂ©hension directe (aucun symbole arbitraire n’est nĂ©cessaire).

Évidemment, le mĂ©canisme miroir n’explique pas Ă  lui seul l’extrĂŞme complexitĂ© de la parole. Mais il aide Ă  rĂ©soudre une difficultĂ© fondamentale : comment un message valable pour l’Ă©metteur le devient Ă©galement pour le receveur. La rĂ©ciptocit.sensori-moteur fournit une base prĂ©-linguistique pour la communication intentionnelle.

De la simple localisation au pattern architectural. La portĂ©e des neurones miroirs dĂ©passe donc largement la simple localisation d’une fonction dans le cortex prĂ©moteur ventral. Ce qui compte, c’est le pattern : la capacitĂ© de mirroring est omniprĂ©sente (motrice, Ă©motionnelle), multimodale (vision-action, son-action, Ă©motion-expression), et distribuĂ©e Ă  travers plusieurs rĂ©gions interconnectĂ©es (cortex prĂ©moteur, lobule pariĂ©tal, insula, cortex cingulaire).

Ce pattern rĂ©vèle quelque chose d’architectural sur l’organisation fonctionnelle du cerveau : la comprĂ©hension d’autrui, qu’elle soit motrice, Ă©motionnelle ou communicative, procède par transcription dans les systèmes propres de l’observateur. Cette transcription n’est pas une simple « copie » passive, mais aussi une activation ressentie qui permet la comprĂ©hension.

Fodor a raison : savoir oĂą se trouvent les neurones miroirs ne constitue pas en soi une explication. Mais le pattern systĂ©matique de leur distribution multimodale et de leur fonctionnement rĂ©vèle un principe architectural : la perception et la production sont intimement couplĂ©es, la comprĂ©hension passe par la rĂ©ciprocitĂ© sensori-motrice.

L’imitation et l’apprentissage. Rizzolatti distingue deux aspects de l’imitation : la capacitĂ© de reproduire immĂ©diatement une action observĂ©e, et celle d’apprendre une nouvelle action par observation. La rĂ©pĂ©tition immĂ©diate est assurĂ©e par le système miroir seul. Mais l’apprentissage par imitation exige l’intervention du lobe prĂ©frontal, qui combine des actes moteurs Ă©lĂ©mentaires codĂ©s par le système miroir pour produire des configurations motrices nouvelles.

Cette distinction est cruciale. Le système miroir fournit les « copies motrices » d’actions observĂ©es, mais la composition de nouvelles sĂ©quences motrices requiert des mĂ©canismes combinatoires prĂ©frontaux supplĂ©mentaires. Encore une fois, ce n’est pas la localisation qui importe, mais la comprĂ©hension que diffĂ©rents niveaux de capacitĂ©s imitatives recrutent diffĂ©rentes architectures neuronales en interaction.

Implications cliniques et évolutives.

Les donnĂ©es montrent que les enfants autistes ont un dĂ©ficit dans leur système miroir, et que la sĂ©vĂ©ritĂ© de leur affection corrèle avec l’importance de ce dĂ©ficit. Ceci suggère que le système miroir joue un rĂ´le dans les capacitĂ©s sociales fondamentales, notamment la comprĂ©hension d’autrui et la communication.

D’un point de vue Ă©volutif, on peut voir le mĂ©canisme miroir comme une solution au problème de la communication interindividuelle et de la cognition sociale. L’Ă©volution darwinienne – le « Blind Watchmaker » – a rĂ©solu le problème de l’implĂ©mentation de cette capacitĂ©. Mais identifier ce que l’Ă©volution a construit ne dispense pas les sciences cognitives de leur tâche : la rĂ©tro-ingĂ©nierie de cette capacitĂ©. Comprendre comment le cerveau rĂ©alise le rĂ©ciprocitĂ© perception-production reste un dĂ©fi ouvert.

Conclusion : Au-delĂ  de Fodor. La critique de Fodor garde toute sa force contre une neuroscience qui se contenterait de cartographier sans thĂ©oriser. Savoir oĂą et quand certaines rĂ©gions s’activent ne suffit pas. Mais lorsque les donnĂ©es de localisation rĂ©vèlent un pattern systĂ©matique – la distribution multimodale et fonctionnellement cohĂ©rente du mĂ©canisme miroir – elles contraignent nos thĂ©ories sur l’architecture fonctionnelle.

Les neurones miroirs ne sont pas intĂ©ressants parce qu’ils sont dans le cortex prĂ©moteur plutĂ´t qu’ailleurs. Ils sont intĂ©ressants parce que leur pattern de distribution rĂ©vèle un principe : la comprĂ©hension sensori-motrice, Ă©motionnelle et communicative d’autrui procède par transcription dans nos propres systèmes. Cette transcription constitue le substrat expĂ©rientiel de la comprĂ©hension.

La question n’est plus « oĂą sont les neurones miroirs ? » mais « comment le cerveau implĂ©mente-t-il cette capacitĂ© de mirroring multimodale ? » VoilĂ  une question que mĂŞme Fodor pourrait peut-ĂŞtre juger digne d’investigation. Elle ne demande pas simplement une camĂ©ra, mais une hypothèse sur le mĂ©canisme qui permet Ă  la perception de se transcrire en reprĂ©sentation motrice, rĂ©ciproquement et d’ainsi fonder la comprĂ©hension.

L’Ă©volution a rĂ©solu le problème de l’implĂ©mentation. Aux sciences cognitives de faire leur travail de rĂ©tro-ingĂ©nierie.