Ce qui rend le cerveau humain "humain?" Partie 1

Qu'y a-t-il de si spécial dans le cerveau humain? Qu'est-ce qui distingue le cerveau humain du cerveau des autres animaux? Ces questions intrigantes ont été abordées dans de nombreuses directions, mais ici l'accent est mis sur la complexité du cerveau , une caractéristique qui semble nécessaire (mais pas suffisante) pour que la conscience se produise. Des messages antérieurs ont souligné que le cerveau est un véritable système complexe (dans un sens scientifique strict); produire des modèles dynamiques et des sous-modèles d'activité électrique et chimique (en constante évolution). Les cartes télévisées habituelles de la température, des précipitations et d'autres modèles météorologiques à la surface de la Terre fournissent des métaphores utiles qui nous aident à imaginer des schémas changeants dans le cerveau. L'image ci-jointe montre un motif fractal ou une carte. L'image est assez différente à différents niveaux de grossissement; une telle caractéristique de type fractale peut être essentielle à la complexité du cerveau.

Source: canstockphoto 26401185 Ensemble Mandelbrot

Ce blog est centré sur les relations entre les structures cérébrales et les «schémas d'esprit» (semblables à des fractales) que produit notre cerveau; ce sont les soi-disant corrélats conscients ou signatures de la conscience. Les cerveaux sont complexes et, évidemment, les cerveaux humains sont, dans un certain sens mal compris, plus complexes que les autres cerveaux d'animaux. Certains auteurs ont même décrit le cerveau humain comme «l'objet le plus complexe de l'univers», mais il semble peu probable que de tels experts aient suffisamment voyagé pour défendre cette affirmation. En opposition, on pourrait faire valoir que les sept milliards de cerveaux interactifs de la Terre forment un système beaucoup plus complexe que n'importe quel cerveau.

La conscience est loin d'être une condition de tout ou rien; cela ne fonctionne pas comme un interrupteur qui s'allume et s'éteint. Il s'agit plutôt d'une lumière avec une luminosité contrôlée par un gradateur. Dans le cerveau, les "gradateurs" de la conscience sont fournis par divers systèmes chimiques (neuromodulateurs ou hormones). Les humains éprouvent des états de conscience gradués lorsqu'ils somnolent, sous l'influence de l'alcool, en rêvant, et à diverses étapes de la maladie mentale ou de la maladie d'Alzheimer. De plus, la conscience et (apparemment) le libre arbitre sont fortement influencés par un certain nombre de systèmes subconscients partiellement indépendants.

Des études de conscience peuvent utiliser un modèle proposé par le neuroscientifique Antonio Damasio. Le modèle se compose de trois couches hiérarchiques qui sont ancrées dans les influences évolutionnaires: (1) Le protoself représente un état pré-conscient partagé par toutes les formes de vie, y compris les organismes unicellulaires; il fournit une base essentielle pour les deux étapes supérieures du "soi" sur lesquelles construire. (2) La conscience de base se produit lorsque les organismes développent un sentiment de soi. La conscience de base ne concerne que le moment présent, l'ici et le maintenant. Il ne nécessite pas de langue ou de mémoire; elle ne peut pas non plus réfléchir sur des expériences passées ou se projeter dans le futur. (3) La conscience étendue se produit lorsque la conscience se déplace au-delà de l'ici et maintenant et utilise un usage extensif de la mémoire. Il prend conscience du passé, du présent et du futur.

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Avec ces catégories à l'esprit, on peut deviner que de nombreux animaux possèdent la conscience de base, mais peut-être que la plupart des animaux n'ont pas la conscience étendue des humains. Les animaux supérieurs comme les grands singes non humains (orangs-outans, gorilles et chimpanzés) peuvent posséder une conscience moindre (mais néanmoins étendue). Les grands singes (et même les corbeaux et les pieuvres) utilisent des outils, résolvent des problèmes et présentent de nombreux autres comportements semblables à ceux de l'homme. On pourrait naturellement se demander ce qui distingue l'anatomie du cerveau humain du cerveau des grands singes et des autres mammifères. Cette question présente un apparent paradoxe – le traitement mental, en effet la plus grande partie de notre expérience consciente, dépend de façon critique des opérations du cortex cérébral – la couche externe du cerveau ayant l'épaisseur approximative d'un nickel. Mais il y a très peu de différence entre les structures corticales des différents mammifères; tous contiennent des types de cellules similaires disposés en colonnes avec des couches corticales distinctes. Les plus grands cerveaux emploieront naturellement plus de neurones et de colonnes pour interagir les uns avec les autres. Alors que la taille du cerveau doit compter pour quelque chose, elle ne parvient pas à expliquer pourquoi les humains semblent plus intelligents que les éléphants, les dauphins et les baleines, du moins sur la base de nos mesures humaines biaisées. Les baleines n'ont pas développé de technologies avancées ni même d'outils modérément sophistiqués, mais peut-être ont-elles simplement de meilleures choses à faire. Ces trois grandes espèces ont toutes des cerveaux recouverts de cortex plissés qui ressemblent beaucoup aux cerveaux humains, sauf qu'ils sont plus gros – beaucoup plus gros dans plusieurs espèces de baleines. Alors que les humains peuvent profiter des plus grands rapports entre le poids du cerveau et le poids corporel, une telle mesure contribue peu à la question fondamentale de savoir pourquoi les cerveaux humains produisent un comportement beaucoup plus complexe. J'ai pris du poids depuis le lycée, mais je ne pense pas que cela me rende plus bête; c'est plutôt l'inverse.

Les futurs messages de «Ce qui fait le cerveau humain» utiliseront des connaissances générales sur d'autres systèmes complexes pour suggérer des façons possibles dont l'anatomie et la physiologie du cerveau humain ont évolué pour générer des modèles plus complexes que ceux produits par d'autres animaux. En particulier, la hiérarchie imbriquée du tissu cortical et la prépondérance des connexions «longues» du «petit monde» dans le cerveau humain semblent être d'excellents candidats pour produire des schémas cérébraux complexes. On peut alors vérifier les spéculations basées sur la complexité par rapport à la neuroscience établie pour juger si elles semblent scientifiquement plausibles, c'est-à-dire «cérébrales». Ce processus de pensée peut alors suggérer de nouvelles perspectives utiles sur le mystère profond de la conscience.

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