Jeudi 13 août 2020 à 16:49

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

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        On m’a toujours dit que l’homme préhistorique avait un bien meilleur odorat et que, nos conditions de vie devenant plus sûres notre odorat avait perdu peu à peu ses performances. J’ai toujours lu que le chien avait un bien meilleur odorat que le notre et on peut voir souvent des images ou constater par nous mêmes ses performances.
        J’ai donc été très étonné de lire, dans la revue « Cerveau e& Psycho »,  un article de Frank Luerweg sur des recherches américaines, notamment de l’université Berkeley, qui indiquait que l’odorat de l’homme pouvait être aussi performant que celui des animaux, mais pas pour les mêmes odeurs.
       Dans cette université des personnes volontaires dont on bandait les yeux, devaient suivre, le nez dans l’herbe, une corde qui avait été imprégnée d’une odeur donnée, et cela au seul moyen de leur odorat. La plupart de ces expérimentateur s’en sortaient bien, même si parfois, pour des odeurs faibles, ils ne se rendaient pas bien compte s’ils détectaient ou non une odeur. Les chiens réussissaient la même éreuve, mais souvent plus rapidement.

      De nombreuses études ont été faites sur divers animaux, notamment des chiens, avec pour but de déterminer la minimum de concentration des éléments provocant une odeur qui peut être senti par l’animal. C’est en fait très difficile car l’animal ne peut pas dire au chercheur s’il sent quelque chose et la banque de données la plus performante que Mathias Laska, professeur de zoologie à l’université de Linköping, en Suède, a mis 25 ans à réaliser donne les informations pour 17 mammifères, mais seulement 200 odeurs.
    Il a comparé notamment les sensibilités des souris et des hommes.
    Pour des odeurs de prédateurs, chats, blaireaux et renards, qui menacent la souris, elle était plus performante que l’homme sur 4 odeurs, mais l’homme l’était davantage sur deux d’entre elles. Notamment il était sensible à un composant de l’urine de chat à des taux infimes d’une molécule pour 1020 molécules d’oxygène de l’air,
    Sur 80 substances testées l’homme était meilleur sur 40 d’entre elles et la souris sur 40 autres . Dans une comparaison avec le chien sur 15 substances, l’homme n’était plus performant que dans 5 cas. Ces 5 odeurs correspondaient à des fruits et des plantes, alors que le chien (comme pour le chat), les performances étaient bien meilleures pour la détection d’acides gras, qui font partie des odeurs des proies de ces carnassiers.
    En fait le bulbe olfactif humain est de très petite taille par rapport à notre cerveau : 0,01% de son volume, alors que chez la souris il représente 2%. D’où l’idée qui a longtemps persIsté, que l’homme n’avait pas un odorat performant.

    Il n’en est rien  comme l’ont montré les chercheurs qui ont conçu un appareil pour faire respirer des odeurs : l’olfactomètre : notre odorat est capable de différencier de l’ordre d’un milliard d’odeurs. Les molécules odorantes remontent notre nez et se fixent su les récepteurs du bulbe olfactif (voir schéma ci-dessous). Le cortex olfactif primaire analyse les signaux transmis et envoie ses données pour plus d’interprétation au cortex orbitofrontal et à certains centres su cerveau émotionnel, notamment les centres amygdaliens, qui veillent sur notre sécurité.
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    Beaucoup d’odeurs sont traitées par notre cerveau de façon inconsciente, notamment les odeurs émises par d’autres humains.
    Le système immunitaire des animaux dispose de récepteurs particuliers pour détecter les microbes qui sont conditionnés par des gènes spéciaux « CMH », qui ont un autre rôle celui d’orienter la préférence vers des partenaires sexuels qui ont des gènes CMH différents, et ceci à l’odeur.
    L’homme n’a pas échappé à cette évolution et les hommes ou les femmes préfèrent des partenaires ayant des gènes HLA (l’équivalent des CMH), différents et cela grâce à des odeurs inconscientes. (je me demande si c’est pour cela que quand quelqu’un ne vous plaît pas on dit qu’on l’a dans le nez !).

    Il est certain que la transpiration dégage des odeurs différentes selon l’état de santé voire les émotions des personnes. Par exemple l’odeur de personnes qui ont éprouvé de la peur fait réagir ceux qui la respirent et qui se mettent dans un état d’alerte préalable. Certaines personnes sont capables de détecter ainsi inconsciemment des états de stress ou l’agressivité et nos centres amygdaliens seraient alertés.

    Je cherche actuellement une étude scientifique sur les « nez » qui créent les parfums; je ne sais pas si j’arriverai à la trouver.
    Mais je suis très conscient que sans odorat notre goût serait bien amoindri et j'espère que les malades du Covid19, qui ont perdu ces facultés vont vite les retrouver.

Vendredi 7 août 2020 à 14:45

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

L'environnement stabilisé de notre vision.

           J’ai trouvé dans un article de la revue « Cerveau et Psycho » la réponse à une question que je me posais depuis longtemps
                      "Pourquoi, quand nous changeons notre regard d’une cible et que nous bougeons les yeux, l’environnement ne se déplace pas et reste stable."
           C’est très important quand nous lisons ; nos yeux parcourent les lignes, sautent à la ligne suivante, et pourtant, la page reste immobile. 

            L’article appelait l’attention sur l’énorme fréquence avec laquelle nous bougeons nos yeux, qui se fixent sans cesse d’un point à un autre, suivant les besoins de vision et nos intentions d’action.
           Nous sommes habitués aux récepteurs de nos appareils photos numériques, qui ont un grand nombre de récepteurs répartis uniformément sur le capteur sensible; ce n’est pas le cas de la rétine.

 

L'environnement stabilisé de notre vision.

            La plus grande partie de la rétine, le pourtour, ne comporte qu’une faible densité de récepteurs et l’image n’est pas précise. Par contre elle comporte des cônes qui détectent les couleurs, mais surtout des bâtonnets sensibles à de faibles luminosités et qui permettent de déceler un objet, même si la luminosité extérieure est faible. Cette zone est un espace d’alerte, et si une anomalie, un objet particulier apparaît, ou si nous voulons pour une raison particulière voir un point précis, alors nous amenons nos yeux dans une position telle que l’image de ce que nous voulons voir, vienne se former au centre de la rétine, sur une zone restreinte où les récepteurs sont très nombreux, et où la résolution sera excellente.
            Cette zone s’appelle la « macula »; située au centre de l’œil, elle mesure environ 5,5mm et est constituée d’une très forte densité de cônes, ce qui donne une grande précision à l’image. Ces cônes demandent davantage de lumière que les bâtonnets mais sont sensibles à une couleur particulière (RVB). Au centre de la macula, la « fovéa ». zone encore plus petite (200 µm), qui a une densité de cônes encore supérieure.

            Et si nous changeons complètement de perspective, l’environnement défile devant nos yeux à grande vitesse et pourtant, la vue de cet environnement reste relativement stable. C’est particulièrement vrai quand je tape sur mon clavier : mes yeux vont d’une touche à l’autre, puis vers l’écran, et pourtant l’image du clavier reste stable quand je me "promène" à sa surface,  et si je vais voir l’écran, j’ai aussitôt une vue globale écran-clavier, avec l’observation précise qui parcours les lignes écrites sur l’écran, qui lui ne bouge pas !

            Voilà un mystère qui préoccupe depuis longtemps les neurobiologistes !
            Des expériences menées sur des animaux ont montré qu’une partie des cellules d’interprétation de la vision, qui a un moment regardaient vers un endroit, reçoivent un signal avant que l’oeil ne change d’objectif, ce signal leur indique là où l’œil a reçu l’ordre d’aller voir, et où le regard va se porter et ces cellules se cadrent alors sur l’interprétation de la vision à l’endroit futur.
           Pendant le déplacement de l’œil, le cerveau a donc à la fois la vision et immédiatement celle de l’endroit futur et l’ensemble reste stable. Puis le cerveau reporte tous ses neurones sur l’interprétation du nouvel endroit.
           Mais il semblerait que le cerveau soit encore plus performant : il « calculerait » en permanence la position de l’image sur la rétine en fonction du déplacement des yeux et ce codage d’une image fixe serait celui envoyé dans les neurones d’interprétation de la vision.
            On ne sait pas qui fait ce calcul !

            En fait ces hypothèses ne sont pas encore validées et je suis reté sur ma faim d’information!

Vendredi 19 juin 2020 à 11:59

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

          Je m’aperçois que j’ai fait des articles sur la vue et son interprétation par le cerveau, sur l’ouïe et le toucher, et il  peu de temps sur l’odorat, mais rien sur le goût. Alors réparons cette négligence.

          Nous avons, sur la langue des papilles gustatives permettant de ‘être sensibles à cinq types de saveurs : : le salé, le sucré, l’amer, et l’acide.
          D’autre part les asiatiques distinguent une saveur supplémentaire :  « l’umami », (qui veut dire “savoureux, délicieux”), dû à la stimulation de certains neurones par l’anion glutamate, qui est le goût que l’on retrouve dans les bouillons, les champignons, certains fromages présents dans la cuisine asiatique.
          L’umami n’est pas savoureux en soi, mais il améliore la saveur d’une large variété d’aliments, notamment lorsqu'ils sont peu salés. Le glutamate est présent dans de nombreux légumes, dans les viandes, et dans le lait maternel.
        Lorsque nous reconnaissons un aliment, c’est d’une part la combinaison particulière de ces saveurs qui nous guide, mais surtout l’odorat, qui complète de façon beaucoup plus analytique et précise. Les œnologues se servent autant de leur nez que de leur palais.
  
       Des recherches récentes semblent prouver que langue + odorat peuvent détecter aussi le “goût du gras”.
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          Il existe environ 500 000 récepteurs gustatifs, regroupés en 7 à 8 000 « bourgeons gustatifs » dont 75 %  sont dans les papilles gustatives mais 25 % sont répartis dans d'autres régions buccales, sur la muqueuse des joues, des gencives, du palais et de la luette.
 
        Ces bourgeons comportent chacun une centaine de cellules qui sont renouvelées tous les 10 jours environ, à partir de cellules souches, spécialisées pour chacun des goûts.
          Les récepteurs du goût à la surface des cellules sont des protéines, qui sont produite lorsque des gênes s’expriment. Des chercheurs ont ainsi « manipulé » le goût de souris, en leur injectant des gènes compatibles avec certaines substances : ils ont ainsi sensibilisé les souris au goût de l’unami ou leur ont fait aimer un met particulier qu’elles trouvaient avant sans goût.
           La salive dissout les aliments et à partir d’un certain seuil de concentration, les récepteurs sont sensibilisés et un nerf gustatif transporte les décharges de leurs neurones. Comme pour l’odorat les informations sont envoyés d’une part à des zones du cerveau émotionnel ou central : thalamus, entres amygdaliens, hippocampe, hypothalamus, mais aussi à un centre d’interprétation spécifique  qui est divisé en zones interprétant chacune un goût.
          Ce centre interprète le mélange des divers goûts et de leur intensité respective, et il code ainsi une « image » du goût ressenti de l’aliment, que nous mémorisons.
    Par ailleurs le système de récompense va donner une conotation de plaisir ou de répulsion selon les cas, cela par apprentissage.
          Le thalamus fournit en même temps les informations sur les odeurs correspondantes et les images transmises par le système d’interprétation de la vue.
          Ces informations participent à l’ensemble de la mémorisation du goût correspondant, et sont ensuite transmises au cortex orbito-préfrontal qui va nous donner conscience de ce que nous avons ressenti.

          Mais il y a aussi des papilles gustatives dans l’estomac et surtout dans l’intestin
          Les cellules gustatives intestinales auraient la même structure que celles de la langue. Elles interagiraient aussi avec les substances sapides (salé, sucré, acide, amer), par l'intermédiaire de récepteurs, des protéines spécialisées intégrées dans leur membrane.
          Alors que les papilles gustatives de la langue émettent des jugements rapides sur ce qu'elles peuvent laisser passer ou non dans la bouche, les cellules gustatives intestinales serviraient à prograrnmer le métabolisme, provoquant une série complexe de réactions qui ralentissent ou accélèrent la digestion et l'absorption des aliments.

          Les sensations gustatives en mémoire, la vue d’aliments, ou simplement le fait que nous n’ayons pas mangé depuis un certain temps nous donne faim.
C’est l’hypothalamus qui dans notre cerveau, est responsable de cette sensation, qui provient des décharges de certains neurones, qui vont communiquer avec notre cortex préfrontal, , qui sera sensible en outre à des indications de l’insula ou des centres de détection des sensations internes qui seront sensibles à des informations en provenance de l’estomac et de l’intestin.

 http://lancien.cowblog.fr/images/Santebiologie2/astrocyte.jpg         A l’inverse, d’autres neurones nous suppriment l’appétit. Leur mécanisme d’action a été découvert récemment, lequel fait intervenir les astrocytes, ces cellules en forme d’étoiles, qui ont des actions de support mécanique des neurones, mais qui peuvent intervenir dans la transmission des information.
          Les astrocytes autour des neurones coupe-faim, les entourent formant une barrière mécanique mais aussi physicochimique, et ils agissent ainsi comme un frein sur l’activité de ces neurones.
          Mais, à la suite d’un repas et sous l’influence notamment de glucose, ces astrocytes se rétractent, et les neurones de la satiété peuvent alors agir, mettant fin à notre faim.


          Un dernier point sur la langue, dont la figure ci dessous nous montre, par fluorecence la répartition de quelques unes des 750 familles de bactéries qui colonisent notre langue. En rouge les « actinomyces », qui transforment les nitrates en nitrites, que notre organisme transforme ensuite en oxyde nitrique, qui dilate nos vaisseaux sanguins.
          Les chercheurs ont montré que ces colonies de bactéries étaient stables et similaires, quelque soit l’âge et le sexe des adultes concernés.
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Vendredi 29 mai 2020 à 17:44

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

 Le déconfinement va t’il modifier nos neurones de distanciation personnelle ? 

         Le mot qui est dans le bouche de tous les journaliste m’agace : « distanciation sociale ». Je me demande quel est l’imbécile qui a inventé ce terme. 

          Social, c’est l’opposé d’individuel, ce qui s rapporte à la collectivité : on parle de sociabilité, de sciences sociales, de politique sociale, d’aide sociale, d’inégalités sociales, de classes sociales. La distanciation sociale fait penser à ces deux dernières notions et pas à la distance qui sépare deux personnes dans une queue !
          Le Président et le Premier Ministre ont dû s’apercevoir de cette ânerie, et ils n’utilisent que « distanciation physique », qui a une signification claire.

          Mais savez vous ce qu’est la « distanciation personnelle », dans le domaine de la neuro-psychologie?

 

          C’est un phénomène de nos sens, découvert il y a quelques décennies, mais expliqué récemment, en faisant des études sur les animaux, puis chez l’homme.

          Heini Heidinger, directeur d’un Zoo suisse, a découvert en 1960 que les animaux avaient un double territoire : un territoire extérieur, avec des repères naturels et qu’ils marquaient en outre de leur odeur, mais un deuxième territoire, car ils fuyaient ou réagissaient si on s’approchait d’eux an deça d’une certaine distance, relativement constante pour un individu donné. Les animaux maintiennent aussi une certaine distance entre eux, plus faible dans un couple établi.

           Un anthropologue américain, Edward Hall, a proposé en 1966 une théorie adaptée à l’homme, pour lequel il y aurait 4 volumes successifs de distanciation, résumés sur le schéma ci-dessous, emprunté à la revue « Cerveau et psycho ».

 Le déconfinement va t’il modifier nos neurones de distanciation personnelle ?

           Ces sphères de distanciation ont des rayons variables, en fonction de notre personnalité et de notre éducation, également de notre âge et de notre état psychologique du moment, mais aussi de notre interlocuteur, en face de nous, et évidemment de l’environnement et des circonstances. 
           Lorsque l'intrus pénètre dans la zone correspondante, sans y avoir été invité, nous nous sentons mal à l’aise, voire nous ressentons du stress ou de la peur.

 

           La première sphère d’environ 45 cm de rayon est celle réservée aux intimes, à la famille, aux amis très proches. Les autres personnes n’y ont pas droit.

           La zone la plus courante est celle comprise entre 45 et 125 cm, l’espace que nous atteignons, le bras tendu. C’est l’espace utilisé lorsque nous discutons amicalement avec quelqu’un que nous connaissons; les psychologues l’appellent la zone de « distanciation personnelle de confort ».

           Lorsque nous sommes face à des inconnus ou à des interlocuteurs professionnels, nous nous éloignons davantage, entre 1,20 et 3,60 mètres. C’est la zone de distance sociale, mais là le mot « social » a sa vraie signification de rapports sociaux par opposition à amicaux. Ce n’est pas la distanciation sociale du coronavirus !

           Enfin, lorsque nous écoutons sans interagir alors les distances sont en général supérieure à 3,60 mètres.

           Les psychologues ont étudié plus particulièrement la distance personnelle de confort, pour comprendre son influence sur la communication. Les femmes maintiennent entre elles une distance plus faible que les hommes; Cette zone est en général plus grande chez une personne âgée, mais surtout augmente de façon importante en cas de conflit, pour diminuer ensuite, lorsque tout redevient calme

Les politiciens ont une zone de confort plus étendue, non pas parce qu’ils tiennent les gens à distance, mais parce que les gens autour d’eaux préfèrent leur laisser de l’espace. C’est souvent vrai également pour les meneurs ou les leaders.

 Le déconfinement va t’il modifier nos neurones de distanciation personnelle ?

           D’où viennent ces distanciation : des neurones de la zone qui préparent nos mouvements, le cortex prémoteur et ces neurones sont appelés les neurones « péri-personnels «  (peri = autour), ainsi que dans un autre centre du cerveau émotionnel (qui est d’ailleurs en relation étroite avec les centres amygdaliens, centres du stress et de la peur).. Mais ces neurones s’activent non seulement lorsque l’on touche la personne, mais aussi lorsque un sens (vison, bruit, odeur), indique qu’une personne est entrée dans la zone personnelle de confort. Ces neurones contrôlent également les mouvements : la personne va t’elle vite, va t’elle passer à droite ou à gauche et me toucher ? 

           Ces neurones mémorisent le emplacements de ce qu’ils ont ressenti (en provenance des sens, notamment la vision à la lumière), et sont ensuite capables de remémorer l’espace si la lumière disparaît. C’est ainsi que vous pouvez vous diriger dans le noir, dans une pièce connue de votre logement.

 Le déconfinement va t’il modifier nos neurones de distanciation personnelle ?           Ce phénomène de distanciation résulte donc d’un ensemble de neurones qui, à partir des informations de perception (notamment de vision), effectuent une surveillance autour de notre corps, de façon analogue au radar qui surveille l’espace aérien autour d’un aéroport.

           .

           Cette zone de confort est aussi un message social, car si nous la réduisons face à quelqu’un, nous indiquons à cette personne que nous avons confiance en elle.

           Et dans une situation de menace, la zone de distanciation personnelle s’accroît, pour laisser plus de temps à la réaction face à une alerte, et le signal est d’autant plus fortque la distance d’inrusion dans l’espace réservé est faible.

          

           En fait ces neurones sont beaucoup plus importants que ne le laissent supposer ce phénomène de zone de confort.

            C’est grâce à eux que nous pouvons nous servir de nos membres. La zone du cortex prémoteur prépare en effet nos mouvements, se sert des informations provenant d’une autre zone voisine du cortex , qui suit la position de nos membres et leurs caractéristiques en mouvement, et les rapproche des informations spatiales sur l ‘environnement, et il pré-simule nos mouvements, avant d’envoyer les ordres aux muscles de nos membres pour lea accomplir.

            Et les chercheurs ont montré que si notre main tient un bâton, alors notre espace personnel de confort est augmenté, pendant un temps, de la longueur du bâton, pour nous permettre de nous servir de son extrémité.

 

           Alors je me pose la question, la distanciation physique que nous impose actuellement et probablement pour une certaine durée, le déconfinement actuel, va t'elle modifier notre distanciation personnelle de confort? (Actuellement notre distanciation intime est interdite). Que se passera t'il si le virus nous quitte.?

Vendredi 3 avril 2020 à 11:51

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

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  J’aime bien la musique, notamment classique et je regrette beaucoup de n’avoir pas voulu, étant jeune enfant apprendre à jouer d’un instrument, parce que quand j’avais 5 ans, le solfège m’ennuyait profondément !

    J’avais tort, mais j’étais trop petit pour m’en rendre compte. Je savais déjà lire et écrire et je lisais déjà des livres assez volumineux et je ne me suis pourtant pas rendu compte que les notes, c’étaient l’alphabet de la musique, pas plus difficile qu'apprendre à lire.

    Entre musique et langues, difficile de savoir qui est apparu en premier. « Dire et chanter étaient autrefois la même chose », a écrit Rousseau. 
   Le plus ancien instrument de musique à ce jour, a été découvert par des chercheurs,en 2008 dans la grotte de Hohle Fels en Allemagne : une flûte en os et en ivoire de 35 000 ans, (à l’époque de l’Homme de Néandertal - voir la photo ci-dessus). 

  

    Si vous écoutez les instruments qui se succèdent et se répondent, que ce soit en musique classique ou en jazz, l’un entame une phrase avant de laisser un autre la compléter, ou lui répondre : un dialogue naît, comme dans une conversation.

    Tout comme le langage verbal, la musique est codifiée. Le compositeur comme l’écrivain, dispose de moyens techniques et esthétiques afin de produire des impressions précises, telles que la tristesse, la gaieté, la peur; l’orage ou le chant d’un oiseau quand revient le soleil..

  Il existe des conventions, des règles de composition permettant d’organiser, d’articuler les sons entre eux. Ces règles sont en quelque sorte comparables à une syntaxe organisant les mots, afin de construire des phrases chargées de sens. Et l’ccord entre les diverses notes, sonnantes ou dissonnantes, est comparable à une grammaire, à l’orthographe, qui change selon les pays, par exemple entre l’Europe et l’Asie.

    A force de lire, on apprend l’orthographe, mais on est sensible aussi peu à peu  à l beauté de la phrase, à la musique des mots des poètes.

   Chez les enfants de huit à dix ans ayant pratiqué la musique depuis trois ou quatre ans, on constate que leur cerveau arrive à déceler des anomalies d'un cinquième de ton dans un morceau de musique.

    Le langage a une grammaire, une syntaxe, une morphologie et une orthographe, mais c'est aussi une musique, et même, pour les poètes, comme le soulignait Paul Verlaine, c’est « de la musique avant toute chose ».

    Cette musique du langage, que les linguistes appellent "prosodie", est constituée de l'ensemble des intonations ou inflexions de la voix qui accompagnent le discours, par exemple le fait de prononcer le dernier mot d'une phrase sur un ton plus aigu ou plus grave.

    Comment maitriser l'art de la prosodie ? 

    Voilà qui est important, car c'est en déchiffrant les hausses et les baisses de ton que l'enfant apprend à saisir le sens et l'émotion que véhicule le langage.

    Certaines personnes sont plus douées pour discourir en exprimant leurs émotions et en les faisant partager aux autres. Certains de ces autres qui les écoutent sont sensibles à leurs paroles, et d’autres plus imperméables.

    Les acteurs en général savent exprimer les émotions par leur voix (encore de Brigitte Bardot était une catastrophe dans ce domaine, ayant toujours l’intonation qui n’allait pas avec les paroles).

    Des chercheurs de l'Institut de neurosciences cognitives de la Méditerranée à Marseille ont testé la capacité d'enfants musiciens et non musiciens, à détecter des incongruités prosodiques, les fautes dans la « musique du langage ». 

    Ils leur faisaient écouter des textes dans lesquels parfois l’acteur introduisait une anomalie de l’intonation, par rapport à la signification de la phrase, notamment émotionnelle.

    Les enfants ayant pratiqué la musique ont noté les anomalies, alors que ceux qui ne faisaient pas de musique n'ont rien remarqué. 

    Les enfants dont le cerveau peut déceler des écarts de ton faibles, appliquent ensuite cette capacité à la « musique du langage »

    La musique, outre qu'elle adoucit les mœurs, prépare l'enfant à mieux saisir les conversations et les émotions qu’elles portent.

   Mais le langage nous apporte une signification, une description du réel : dans chaque langue des mots décrivent une table, une chaise une assiette, une bouteille ou un verre. C’est une convention.

   Mais il décrit aussi nos sentiments, ce que nous ressentons, les émotions et les sentiments et là le codage est plus difficile, la description plus floue et chacun peut la comprendre différemment.

   La musique n’a pas la précision et l’universalité du langage, elle ne décrit pas la réalité. Elle ne désigne pas, elle évoque : elle fait appel à la subjectivité du compositeur, de l’interprète et de l’auditeur. L’imagination remplace la compréhension logique, vient prolonger les impressions éveillées par le son, selon la sensibilité propre de chaque personne. L’hymne à la joie de Beethoven, bien qu’il soit devenu l’hymne européen, ne sera pas ressenti de la même façon par tous les habitants de l’Europe, mais ne provoquera pas les mêmes émotions de’un asiatique ou d’un arabe, habitués à d’autres harmonies.et à d’autres rythmes.

   Mais ceux qui ont une préférence cérébrale de grande sensibilité émotionnelle immédiate (voir les articles sur les préférences cérébrales), savent qu’il peut leur arriver d’être émus aux larmes, aussi bien par un récit écrit que par un morceau de musique.

Jeudi 6 février 2020 à 17:55

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

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          Je me suis souvent demandé, ayant regardé un fait divers relaté par le journal télévisé comment une mère de famille, intelligente et cultivée si l’on considère son métier, pouvait avoir oublié son bébé dans sa voiture, où il avait failli mourir de chaleur, si un passant n’avait pas signalé sa présence anormale à la police.

J’ai trouvé récemment un article de Daniela Ovadia, du laboratoire Neurosciences de Pavie, qui expliquait, ce qu’elle appelle une « cécité d’attention ».

 

La chercheuse faisait d’abord allusion à une expérience très connue, menée en 1999 auprès d’étudiant de l’université d’Illinois. 

On leur avait demande de regarder une vidéo d’un match opposant deux équipes de basket et de compter le nombre de passes des joueurs en maillot blanc, ce qui nécessitait une très grande attention et concentration.
On leur a demandé ensuite ce qu’il pansait du gorille, ce qui les a plongé dans la plus grande perplexité. Ils ont alors regardé à nouveau la vidéo et ont vu un homme déguisé en gorille qui venait sur le terrain, se frappait le torse  et repartir de l’autre coté. Aucun étudiant ne l’avait remarqué lors de la première vision du film.

Les chercheurs ont ensuite fait l’expérience avec de nombreuses personnes, dont plus de la moitié n’ont pas non plus remarqué le gorille.

Cette cécité d’inattention est donc le fait de ne pas remarquer quelque chose dans l’environnement, parce que son attention est concentré sur une autre tâche précise et prenante. Elle peut aussi intervenir lorsque l‘attention est prise par une tâche manuelle difficile à mener. 

 

Mais mener une tâche qui mobilise votre attention n’est pas le seul phénomène. Les chercheurs ont mis en évidence ce qu’ils appellent un « tunnel d’attention », qui fait qu’une personne absorbée par ses pensées ne remarque plus ce qui se passe dans son environnement, même si cela la concerne.

J’ai déjà en partie abordé ce problème dans des articles où je décrivais les rapports entre les centres d’interprétation des perception, le thalamus qui sert d’intermédiaire et de coordonnateur, et le cortex préfrontal qui analyse les informations qu’on lui envoie, réfléchit et décide des actions à mener. Le thalamus fait un pré-tri, mais le cortex préfrontal sélectionne ensuite les informations pertinentes qui méritent des décisions urgentes. Mais pour être traitées, les informations, même si elles ont été parfaitement traitées par exemple par les centres d’interprétation de la vision, doivent arriver au cortex préfrontal, c’est à dire à notre conscience.

Il peut arriver que le stimulus initial ne soit pas transmis. Il arrive aussi qu’il soit trop faible et qu’il n’arrive pas à la conscience : c’est le cas des images subliminales. Enfin il est possible que si ce stimulus s’intègre dans une tâche automatique que nous effectuons de façon quasi automatique (sous le contrôle du cervelet) et que la mémoire de situations voisine interfère avec la perception d’un évènement inattendu et bloque sa transmission au cortex préfrontal. C’est ce qui se passe par exemple lorsque nous parlons en conduisant et que nous nous retrouvons sur le chemin de notre travail ou de notre domicile, alors que nous allions ailleurs. Nous n’avons pas remarqué que l’environnement était légèrement différent.

Lorsque nous observons un objet, les divers centres d’interprétation de la vue analysent la forme, la texture, les couleurs, la distance, le déplacement et une intégration de ce éléments se fait, si nous faisons attention. Son et odeurs peuvent se mêler à ces perceptions visuelles. Si nous ne faisons pas attention cette intégration peut ne pas se faire et l’information n’est alors pas suffisamment précise pour être identifiée et transmise à la conscience. Cette analyse prend une ou deux centaines de millisecondes et si deus-x stilulus sont très rapprochés, alors que l’analyse du premier n’est pas terminée, il peut alors ne pas être détecté.

 

Enfin les centres amygdaliens qui gèrent en partie nos émotions peuvent interférer sur nos perceptions, le cortex préfrontal facilitant en général la synchronisation des neurones et les centres amygdaliens la ralentissant.

Un stimulus auquel on s’attend peut être renforcé, de même qu’un stimulus faisant craindre un danger. Par contre un stimulus anormal, mais anodin, sera plus facilement écarté.

Cortex préfrontal et centres amygdaliens influent beaucoup sur le rappel d’informations en mémoire, par l’intermédiaire de l’hippocampe. Un souvenir de situation habituelle peut empêcher la remontée du souvenir actuel d’une situation exceptionnelle.

C’est probablement ce qui était arrivé à cette maman qui en général n’allait pas au travail avec son enfant qui était habituellement en crèche, et qui, ce jour là, préoccupée par des problèmes professionnels, n’avait pas eu une remontée à la conscience que son bébé était dans son berceau, sur la banquette arrière de son véhicule.

Vendredi 6 décembre 2019 à 15:01

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

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    J’avais déjà  fait des articles sur la reconnaissance des visages par notre cerveau . J’ai lu cet été, dans la revue « Pour la Science » d’août, un compte rendu de recherche de Doris Tsao, chercheur à l’Institut médical Howard Hughes en Californie, qui précise et complète les données que j’avais déjà essayé d’expliquer.
   
    Madame Tsao et ses collaborateur essaie de définir le rôle des neurones chargés de la définition des visages, si ils travaillent de la même façon ou différemment pour des visages inconnus et pour des familiers, et s’ils ont aussi un rôle pour la reconnaissance d’autres objets.
    Les essais sur l’homme se limitent à des essais visuels et d’IRM et pour pouvoir mieux comprendre, les études ont lieu sur des singes, les mécanismes cérébraux de la vue étant assez voisins chez le singe et chez l’homme.
    Les descriptions qui vont suivre concernent donc la reconnaissance faciale chez le singe.

http://lancien.cowblog.fr/images/Cerveau3/Numeriser1-copie-1.jpg    Six zones ont été identifiées dans les cortex temporaux inférieurs droit et gauche, qui sont spécialisées dans la reconnaissance faciale et qui ne s’activent que lorsque l’objet à identifier est un visage, ou un objet qui peut être pris pour un visage (image, dessin, silhouette). Elles ne s’activent pas lors de la vision d’autres objets.
    On a longtemps cru que certains neurones étaient spécifiques de certains visages, voire de visage familiers. Il n’en n’est rien. Ces centres réagissent exactement de la même façon quelque soit le visage vu : ils en font une analyse dont le résultat est ensuite transmis à la mémoire (via l’hippocampe et le cortex endorhinal voisins situés sous ces centres dans le cerveau émotionnel.
    Ces centres font une analyse progressive des visages, un peu comme une chaîne de montage photographique.
    Des neurones différents des zones médianes et médianes-latérales s’activent lorsque le visage est vu de face, de profil droite ou gauche, et de biais de droite ou de gauche ou s’il regarde vers le bas ou vers le haut.
    Les zones intermédiaires font ensuite une analyse des caractéristiques des visages. Les chercheurs ont défini à priori 50 paramètres caractérisant la forme, les dimensions, les aspects de divers visages. La forme est définie principalement par le squelette sous-jacent; les aspects sont liés à la texture, les couleurs, (teint, yeux, cheveux), les contrastes dûs aux dimensions du nez, des yeux, de la bouche.
    Ils ont définis les visages correspondant à chaque case de la matrice des 25 données de forme et 25 données d’aspect.
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    Pour connaitre ensuite la réponse des cellules, ils ont attribué des coefficients de pondération à définir, correspondant aux réponses des neurones à ces 50 paramètres et ils ont expérimenté les réponses (des pics d’activité neuronale), à l’examen de chacun de 2000 visages, (dont on connaissait les 50 caractéristiques), ce qui a permis de calculer ces coefficients de pondération.
    Ils ont alors montré un 2001ème visage et relevé les signaux neuronaux, à partir desquels ils ont calculé les 50 paramètres de ce visage. Ils correspondaient parfaitement au visage montré, la restitution en image ne permettant pas de faire la différence.
    Cette expérience a montré comment les cellules neuronales identifiaient les visages, même si les paramètres qu’elles utilisaient étaient un peu différents de ceux élaborés par les chercheurs.
    Enfin la zone médiane antérieure rassemble toutes les informations concernant le visage vu : c’est le bout de la chaîne de traitement.
    Ce traitement est effectué sur tout visage connu ou pas; les informations sont ensuite transmises aux zones de la mémoire, qui diront s’il s’agit d’un visage connu et qui.

    Ces mêmes zones n’ont pas réagi lorsque l’on montrait des objets différents de visages.

    L’extrapolation à l’homme de ces essais sur le singe n’est pas évidente : alors que l’homme est capable de reconnaitre des milliers de visages, le singe est très en dessous de cette performance et a besoin d’un long apprentissage pour reconnaitre des visages.
Il y a 30 millions d’années d’évolution entre le macaque et l’homme qui possède environ 16 fois plus de neurones.
    Il semble que le singe ne possède pas la zone se trouvant chez l’homme en zone occipitale, près des centres d’interprétation de la vue et qui reconnait objets, visages et lettres. L’hémisphère droit de l’homme et aussi plus performant quant aux images.
    En fait le singe n’a besoin que de détecter l’orientation des visages, savoir ce que regarde son congénère et interpréter quelques grimaces.
    L’homme a des capacités de reconnaissances beaucoup plus grandes (il peut reconnaître quelqu’un dans une caricature). Il peut en partie interpréter des émotions ou des pensées d’autrui par la vue de son visage.
    Les études sous IRM sont pour le moment trop imprécises pour permettre une étude détaillée et on ne dispose que des observations sur des personnes ayant des maladies cérébrales qui perturbent leur perception des objets et des visages.

Samedi 6 juillet 2019 à 10:30

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

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   J’ai un assez bon sens de l’orientation, en ce sens que j’ai une bonne mémoire cartographique des lieux où je suis déjà passé et je trouve donc assez facilement mon chemin, au moins de jour et quand les lieux n’ont pas trop changé.
    Dans la campagne, je peux toujours me guider sur le soleil quand il y en a, et en partie sur la luminosité du ciel, s’il n’y a pas trop de nuages. Cela me permet de savoir où est le nord. Mais cela m’est déjà arrivé de me perdre, et j’ai toujours dans ma voiture une boussole, qui sert parfois.
Evidemment avec les GPS, on ne se perd plus, mais je n’en n’ai pas, car je ne m’en servirais pas assez.
    Mais j’aimerais bien avoir, comme les pigeons voyageurs, un circuit de mon cerveau qui m’indique la direction à suivre.
 
    En fait de nombreux animaux (pigeons, tortues, poissons…) ont « une boussole » dans leur cerveau et ont ainsi un sens de « magnéto-perception ».
    On sait que cette faculté est due à des complexes moléculaires constitués de deux protéines particulières :
        - l’une le cryptochrome fait réagir l’organisme à la lumière;
        - l’autre, qui comporte un atome de fer et un atome de soufre en son centre, qui est sensible aux champs magnétiques.
    Le complexe est formé d’une chaine de ces protéines magnétiques, autour de laquelle s’enroulent des cryptochromes de façon hélicoïdale. L’ensemble forme un tube magnéto-sensible, qui se comporte comme une aiguille de boussole.
    Si on isole ces tubes et qu’on les fait flotter dans un liquide, ils s’orientent selon l’axe nord-sud du champ magnétique terrestre.
    Présents dans le corps de certains animaux, ils doivent donner à certains neurones spécialisés des indications sur la nature ambiante de ce champ, leur permettant de s’orienter. On en a repéré par exemple dans la rétine des pigeons et il semblerait que ce complexe moléculaire leur donne des renseignements sur le champ magnétique et la position du soleil, grâce à des échanges d’électrons entre les deux protéines. On ne sait pas encore comment se fait ensuite la transmission nerveuse.
 
    Comme toutes les protéines, elles sont codées par des gènes, qui, lorsqu’ils s’expriment, entrainent leur fabrication.
    Or les gènes de ces protéines sont présents chez l’être humain, mais ils ne s’expriment pas, du moins de façon générale et nous ne sommes donc pas (ou plus ?) sensibles au champ magnétique terrestre.
    Mais ces découvertes sont toutes récentes, et dues notamment à de chercheurs chinois, et rien ne prouve que ces gènes ne s’expriment pas parfois chez quelques hommes dans le monde.
    De plus des études très récentes faites par l’institut technologique de Californie, ont montré une certaine sensibilité de l’homme aux champs magnétiques, que l’on ne soupçonnait pas.
    Des patients ont été placés yeux bandés dans une cage de Faraday, entourés de bobines qui pouvaient produire des champs variables en direction et en intensité. un casque permettait de relever des électroencéphalogrammes de leur cerveau.
    Les patients n’ont pas eu l’impression de percevoir, de sentir ces champs électromagnétiques.
    Mais les électroencéphalogrammes ont relevé une diminution importante des ondes lentes « alpha », qui sont habituellement présente quand le cerveau est relaxé et ne ne fait rien en apparence.
    On pourrait penser à des courants induits dans le cerveau, ou à des cryptochromes comme pour les animaux, mais ces processus ne sont pas sensible à la polarisation du champ, alors que cette sensibilité existe dans cette expérience.
    Les chercheurs pensent que ces champs agiraient sur des particules de magnétite, tout petits grains existant dans les membranes des neurones, qui seraient alors agités de mouvements et laisseraient entrer des ions, qui modifieraient l’état électrique du neurone.
    Cette perception n’a lieu que lorsque le champ magnétique est orienté vers le bas, ce qui est le cas pour le champ magnétique terrestre.
    On peut se demander si Homo spiens, qui a effectué de nombreuses migrations, était sensible au champ magnétique, et que l’homme en évoluant, aurait perdu cette capacité, devenue peu utile.
    Il y a un an, des chercheurs de Munich ont découvert dans des cerveaux (postmortem évidemment), la présence de magnétite, principalement dans le cervelet qui contrôle notre marche debout.

    Je ne sais pas si la génétique permettra, un jour, de restaurer cette expression du gène cher un grand nombre de personnes, mais il serait sûrement intéressant d’étudier si cela n’arrive pas chez certaines personnes qui ont des aptitudes particulières (les sourciers par exemple), enfin quand ces aptitudes sont relativement avérées et où il ne s’agit pas de charlatans.

Dimanche 8 juillet 2018 à 14:35

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

     Quand on parle du système nerveux et du cerveau, on examine le fonctionnement des neurones, cellules à l’origine de l’influx nerveux , de toutes nos pensées et nos réactions.
    On ne cite presque jamais les « cellules gliales », aussi nombreuses dans le cerveau que les neurones, qui ont cependant une importance vitale, et occupent environ 50% du volume cérébral.
    Ces cellules assurent jouent un rôle de protection du tissu nerveux en apportant une structure de soutien aux neurones et à leurs prolongements, produisent la myéline qui entoure les axones; elles maintiennent la composition du flux sanguin, facilitent l’accès des nutriments et de l'oxygène, éliminent les déchets,  les cellules mortes et les cellules étrangères pathogènes.
    De plus, ce qui est moins connu, ils participent à la diffusion de messages nerveux, mais à faible vitesse.
    Contrairement à la grande majorité des neurones, les cellules gliales peuvent se diviser par mitose.

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    Les astrocytes constituent la majorité des cellules gliales; ce sont des cellules en forme d’étoiles, ayant un  cytoplasme et un noyau, mais surtout de très nombreux prolongements qui remplissent tout le cerveau et forment même un film protecteur au contact des méninges (la muqueuse qui entoure le cerveau).
    Un même astrocyte peut être en contact avec plusieurs milleiers de synapses d’une même zone.
    ils forment un tissu de soutien, support physique tridimensionnel, qui aide les neurones et leurs prolongements à s’organiser et stimulent la formation des synapses : un neurone au voisinage d’un astrocyte a davantage de synapses.
    Leurs « pieds » entourent certaines synapses pour les protéger, et peuvent détruire les excédents de neurotransmetteurs ou au contraire en fournir, mais ils « écoutent » également les synapses et transmettent des signaux à d’autres astrocytes, sous forme de bouffées de calcium, à travers les « jonctions gap ».
    C’est une transmission lente, mais multidirectionnelle et à longue distance.

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    Les astrocytes envoient des prolongements et de nombreux « pieds » sur les vaisseaux sanguins du cerveau. Ils provoquent l’extension et la contraction des vaisseaux sanguin en fonction du besoin.
    La barrière hémato-encéphalique est constituée de cellules endothéliales, qui tapissent la paroi des vaisseaux sanguins. Les pieds des astrocytes incitent ces cellules à former des jonctions étroites (« tight »), qu’ils recouvrent de leurs pieds et protègent ainsi le cerveau des microbes et des substances toxiques. (voir le schéma ci-contre).
    Par ailleurs ils débarrassent le cerveau des cellules mortes et des déchets divers et les évacuent vers le système sanguin. A l’inverse ils facilitent le transport de l’oxygène et des nutriments vers les neurones (notamment un sucre indispensable aux neurones, le lactate).

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   Les oligo-dendrocytes sont des cellules plus petites que les astrocytes et qui possèdent moins de prolongements. Ils fabriquent une gaine graisseuse isolante autour des axones, augmentant ainsi de façon considérable la vitesse de transmission de l’influx nerveux. Il existe des petites portions d'axone non recouvertes de myéline appelées nœuds de Ranvier. C’est à cet endroit que se concentrent les canaux sodiques et potassiques et que se forme l’influx nerveaux par dépolarisation, qui « saute » d’un nœud de Ranvier à l’autre.


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    Les cellules microgliales, à petit noyau dense et de forme étoilée, sont mobiles. Ce sont des macrophages qui phagocytent les corps étrangers, notamment microbes. Leur corps enfle et leurs bras se referment sur la proie.. Ce sont des agents immunitaires.

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    Les cellules de Schwann (ou neurolemmocytes) sont une variété de cellules gliales qui assurent principalement l'isolation myélinique des axones du système nerveux périphérique des vertébrés. Elles jouent le même rôle que les oligo-dendrocytes jouent dans le cerveau, où les cellules de Schwann ne sont pas présentes.

Samedi 3 février 2018 à 11:55

Notre cerveau; nos sens; système nerveux

Dans l’article précédent, j’ai essayé de commencer à définir ce qu’était « la conscience » au sens de « être conscient ».
    Aujourd’hui je vais essayer de le préciser et de parler d’un outil tout récent de mesure, décrit dans un article que j’ai lu dans la revue « Pour la Science ».

    En fait la conscience n’est pas manichéenne. On n’est pas conscient ou non conscient : il y a une gradation continue d’états que les médecins distinguent sur le schéma ci-dessous, la conscience complète étant obtenue quand on est réveillé.
    Ne pas confondre conscience et attention. Certes on ne peut faire attention si on n’est pas conscient, mais on peut être conscient et même éveillé et ne pas être attentif.

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    Les médecins distinguent d’abord ce que l’on appelle un « état non répondant », même si la personne dans le coma reste les yeux ouverts et en apparence éveillée. Dans cet état il n’y a aucune communication possible. Seuls les centres cérébraux de base indispensables à la vie et certains circuits réflexes comme ceux des mouvements des yeux ou de déglutition fonctionnent. Le patient ne répond pas à des stimuli sensoriels. Toutefois rien ne nous indique ce que peuvent ressentir intérieurement ces patients.

    La catégorie suivante est celle de toutes les personnes endormies en sommeil profond et des patients mis sous anesthésie pour une opération.  Il n’y a pas de communication, mais l’activité du cerveau reste importante : en fait il y a déconnexion du monde réel, car les centres d’interprétation des sens ne fonctionnent plus, le thalamus ne leur transmettant plus les influx nerveux.
    On peut assez facilement réveiller une personne endormie, mais par contre l’éveil n’est pas immédiat dans le cas d’une anesthésie. Mais chaque patient a une réaction différente vis à vis des anesthésiants, et il faut surveiller en permanence l’électroencéphalogramme pour éviter que le patient ne se réveille en pleine opération. Les neurones oscillateurs du pont cérébral imposent une fréquence basse de quelques hertz au thalamus, qui fonctionne au ralenti : les centres d’interprétation des sensations et le cortex préfrontal sont déconnectés; l’anesthésiant bloque en outre les influx nerveux de la douleur remontant vers l’hypothalamus.

    L’état suivant est celui de conscience minimale. Une communication minimale est possible. On peut obtenir une réponse à certains stimuli, des changements dans le regards, certains gestes minimaux volontaires éventuels, voire percevoir certaines réactions d’émotions. Le patient peut même émettre des sons, mais non des paroles. On est à la limite de la conscience.

    Viennent ensuite le sommeil paradoxal ou le réveil après anesthésie.
L’individu est encore coupé du réel, les centres d’interprétation des sens n’interprétant pas les signaux venus de l’extérieur, mais traitent des signaux internes (j’en reparlerai dans un nouvel article sur le rêve).
    Il y a réaction à des stimuli, même à la parole ou à des événements extérieurs, mais ces réactions sont inconscientes. Le cortex préfrontal  est presque complètement déconnecté et les centres moteurs sont inhibés (sauf les mouvements des yeux).

    Le syndrome d’enfermement en bout de schéma est une affection particulière dans laquelle le patient est éveillé et totalement conscient, voit tout et entend tout, mais ne peut ni bouger ni parler, en raison d'une paralysie complète des muscles, excepté le mouvement des paupières et des yeux. Les facultés cognitives  sont intactes. Il est consécutif à un AVC du tronc cérébral qui coupe la communication entre les centres moteurs et le corps, via la moelle épinière.

    Quelles sont les théories de la conscience ?
    L’une des plus vraisemblable, due à l’origine à un neurologue de l’université du Wisconsin, Giulio Tononi, considère que le cerveau doit être à la fois capable de gérer d‘énormes quantités d’information provenant de centres différents, et de les intégrer de façon cohérente, mais aussi de faire la différence entre des informations voisines, comme par exemple reconnaître des visages.
    La conscience ne serait pas localisée à un endroit particulier du cerveau.
    Il y aurait deux architectures différentes : l’une est constituée de centres ayant des fonctions définies et pouvant fonctionner en permanence, en parallèle : par exemple les centres d’interprétation des sens, de reconnaissance des visages, du langage, les centres moteurs …. C’est une architecture modulaire peu connectée.
    Une seconde architecture est un système de nombreux neurones interconnectés, qui prend en charge les « synthèses » d’informations issues des modules du précédent système. A chaque moment ce second système saisit une scène qui correspond à une synthèse et les trois acteurs principaux sont le cortex préfrontal, chef d’orchestre du cerveau, l’hippocampe, organisateur de la mémoire, et les zones de mémoire associative.
    Un exemple concret : si on fait voir une phrase de façon subliminale (au dessous d’un seuil conscient de perception de 0,04 seconde), celle-ci est cependant entendue et lue, mais tout s’arrête là dans le cerveau. Au dessus de ce seuil, de nombreux autres centres s’activent, car le cerveau envoie l’information à tous les centres susceptibles de s’en servir, et notamment au chef d'orchestre, le cortex préfrontal, notamment pour comprendre la phrase et mémoriser l’information, voir déclencher une action. La phrase est devenue consciente.
    Chez les patients inconscients, les centres modulaires peuvent continuer à fonctionner, s’ils ne sont pas détruits, mais l’information qu’ils élaborent n’est pas transmise aux autres et ne provoque donc pas de réaction.
   
    Dans le prochain article, je parlerai d’une mesure de l’état de conscience.

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