Le chaînon manquant entre la psychologie et la biologie

La distinction entre l'esprit et le corps a malheureusement été faite il y a des siècles et reste avec nous aujourd'hui. Nous qualifions de «physiques» les maladies causées par des germes ou des virus. Nous qualifions de «mentale» d'autres maladies comme la dépression et l'anxiété. Pourtant, la distinction entre mental et physique est souvent floue. Par exemple, les placebos sont des substances, telles que les pilules de sucre, que l'on pense être physiquement inactives, mais qui peuvent produire des bénéfices médicaux chez les patients qui pensent qu'ils vont travailler. Dans mon livre Cognitive Neuroscience and Psychotherapy , je souligne que "Kirsch et al. (2008) ont rapporté que les placebos sont environ 80% aussi efficaces que les antidépresseurs et 50% aussi efficaces que les médicaments antalgiques. Kirsch et Sapirstein (1998) ont estimé que les placebos étaient 75% aussi efficaces que les antidépresseurs »(p.252). Le domaine de la psychobiologie étudie les réponses au placebo et d'autres cas de liens entre l'esprit et le cerveau. Le domaine de la biopsychologie implique le cas inverse; il est préoccupé par les façons dont le corps physique affecte les états mentaux. Par exemple, il étudie comment les drogues psychoactives légales et illégales modifient les façons dont nous pensons, ressentons et agissons.

La plupart des gens pensent probablement aux fossiles transitionnels ou aux espèces lorsqu'ils entendent le terme «chaînon manquant», mais un autre chaînon manquant tout aussi important est celui entre la psychologie et la biologie, entre nos états physiques et mentaux. Les termes psychobiologie et biopsychologie impliquent que la psychologie et la biologie sont connectées et interagissent. Le problème avec la psychobiologie et la biopsychologie est qu'il existe un lien explicatif causal manquant entre l'esprit et le cerveau.

Une orientation théorique très acceptée en science psychologique est le modèle BioPsychoSocial (BPS). Vous pourriez penser que ce modèle explique comment la psychologie et la biologie interagissent, mais vous auriez tort. Le modèle BPS est en fait juste une liste d'ingrédients. Il énumère des variables biologiques, psychologiques et sociales importantes et affirme qu'elles interagissent mutuellement, mais ne fournit aucune information sur le mécanisme des sciences naturelles pouvant expliquer leur interaction.

Certains auteurs placent ces termes dans des encadrés et en tirent des flèches pour imputer la causalité, mais ils ne fournissent jamais d'information sur le mécanisme de la science naturelle qui explique en fait comment ils interagissent physiquement. En bref, le modèle BPS n'explique rien de plus sur la façon dont la psychologie et la biologie interagissent que d'expliquer comment fonctionne une voiture en indiquant qu'elle est faite de verre, de métal et de pétrole. La liste n'explique pas. Au lieu de cela, le lien explicatif manquant est occulté dans l'espoir que vous ne le remarquerez pas ou ne le questionnerez pas.

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La tâche la plus importante pour les psychobiologistes et les biopsychologues consiste à fournir une explication de la science naturelle qui relie la psychologie et la biologie. Cette tâche nécessite d'identifier des principes qui fournissent des informations sur les mécanismes, car les sciences matures sont organisées autour de principes; la psychologie n'est actuellement pas. Ceux d'entre vous qui ont suivi un cours d'introduction à la psychologie ou qui ont lu sur la psychologie reconnaîtront que la psychologie est actuellement organisée autour de personnages célèbres, tels que Freud et Skinner, ou autour d'ismes tels que le behaviorisme et le cognitivisme. Cette organisation diffère de toutes les autres sciences naturelles. Ils sont organisés autour d'entités physiques telles que la cellule en biologie et les molécules en chimie. Cela permet aux biologistes et aux chimistes d'expliquer plus de choses sur le fonctionnement que les psychologues. Imaginez combien nos thérapies deviendront meilleures une fois que nous aurons compris comment et pourquoi elles fonctionnent.

Je fournis quelques-uns des détails explicatifs manquants dans mon livre intitulé Neuroscience cognitive et psychothérapie: principes du réseau pour une théorie unifiée . Le reste de ce blog présente brièvement le cadre conceptuel général pour comprendre comment la psychologie et la biologie interagissent sur lesquelles mon livre est basé. Je me réfère à cette approche explicative en tant que système explicatif du Réseau de Psychologie Bio (BPN) parce qu'il comprend quatre principes fondamentaux et neuf principes corollaires qui, ensemble, peuvent expliquer une grande variété de phénomènes psychologiques bien reproduits en accord avec les neurosciences.

La première chose à comprendre est que nos cerveaux sont constitués de neurones qui forment des réseaux neuronaux. Par conséquent, une forme de théorie du réseau est nécessaire pour expliquer comment la psychologie et la biologie interagissent. Comment ces modèles de réseaux neuronaux peuvent-ils expliquer la psychologie? Pour répondre à cela, nous devons d'abord reconnaître que l'apprentissage et la mémoire forment la base de toute psychologie. Carlson, Miller, Heth, Donahoe et Martin (2010) ont déclaré que: «L'apprentissage fait référence au processus par lequel les expériences changent notre système nerveux et donc notre comportement. Nous nous référons à ces changements comme des souvenirs "(p.440, italique dans l'original). L'apprentissage est crucial pour la survie humaine. Si nous ne pouvions pas former de souvenirs en tant que nourrissons, nous ne pourrions rien apprendre. Nous ne développerions pas de langage et nous ne pourrions pas bénéficier de l'expérience. Bref, nous ne développerions jamais les enfants, les adolescents et les adultes avec lesquels nous sommes familiers.

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Rumelhart et McClelland (1986) et McClelland et Rumelhart (1986) ont fourni des preuves de démonstration que les réseaux de neurones artificiels, appelés modèles connexionnistes, peuvent former des souvenirs, peuvent apprendre, et peuvent donc faire de la psychologie. Des modèles connexionnistes de nombreux phénomènes psychologiques ont été développés. The Psychological Review est un journal spécialisé dans la théorie psychologique. Il a publié de nombreux articles contenant des modèles de réseaux neuronaux connexionnistes. De nombreuses autres preuves de démonstration ont été publiées dans une grande variété de journaux et de livres. Les modèles de réseau neuronal connexionniste rivalisent maintenant avec les modèles de psychologie cognitive traditionnels.

Comment la psychologie change la biologie

Ici, j'esquisse une explication générale qui dérive de modèles de réseau neuronal connexionniste (CNP) à traitement distribué parallèle (PDP) que je désigne collectivement sous le nom de neuropsychologie computationnelle (CNP). Deux caractéristiques majeures caractérisent ces modèles. La première caractéristique majeure de ces modèles est qu'ils simulent l'architecture neurale en utilisant des couches de neurones simulés. La deuxième caractéristique majeure de ces modèles est que ces neurones simulés sont connectés par des synapses simulées. Les réseaux de neurones artificiels apprennent par l'entraînement qui modifie ces synapses. Certaines synapses deviennent plus excitatrices tandis que d'autres deviennent plus inhibitrices des activations reçues. La différence entre ce que le réseau neuronal calcule en tant que comportement simulé et la réponse souhaitée est considérée comme une erreur. Ces erreurs sont utilisées pour modifier les synapses simulées. Ces changements simulent la façon dont les mécanismes de plasticité dépendant de l'expérience modifient les synapses réelles dans les réseaux de neurones biologiques pendant qu'ils apprennent en formant des souvenirs. Et puis un autre procès d'apprentissage commence. Les performances du réseau s'améliorent progressivement grâce à une modification synaptique supplémentaire. Ici, nous pouvons voir que l'apprentissage consiste principalement à modifier les connexions synaptiques.

Mais plus de changements cérébraux sont impliqués dans le développement psychologique. Les bébés naissent avec beaucoup plus de synapses qu'ils n'en auront besoin à l'âge adulte. Les voies du réseau neuronal qui sont actives tout en apprenant le langage, la musique, la lecture, l'écriture et le sport, entre autres compétences, sont biologiquement renforcées par la modification des synapses. Les synapses inutilisées sont cannibalisées pour économiser de l'énergie métabolique précieuse. Le développement psychologique littéralement, physiquement, sculpte le cerveau en plus de modifier les synapses et modifie ainsi la biologie! Nos cerveaux se spécialisent physiquement au fur et à mesure que nous nous développons psychologiquement. Ceci explique pourquoi il est plus difficile pour les personnes plus âgées d'apprendre une nouvelle langue.

Comment la biologie change la psychologie

Notre compréhension du réseau neuronal de la façon dont la psychologie change la biologie nous prépare à comprendre comment la biologie modifie la psychologie. Comprendre que les synapses qui relient les neurones contiennent nos souvenirs de qui nous sommes, les personnes que nous connaissons, les expériences que nous avons eues et nos attitudes envers tout le monde et tout ce que nous ressentons nous permet de voir que les modifier directement substances psychoactives illégales vont changer notre psychologie. La psychologie change normalement nos synapses en activant des mécanismes internes de plasticité dépendant de l'expérience. Les médicaments modifient directement ces mêmes synapses pharmacologiquement et par conséquent modifie notre psychologie. La psychiatrie pharmacologique est un domaine relativement jeune. La pratique clinique consistant à choisir le bon médicament pour effectuer des modifications synaptiques thérapeutiques est, dans l'ensemble, une affaire d'essais et d'erreurs. Cela peut prendre plusieurs semaines pour que les effets thérapeutiques soient remarqués. Les effets thérapeutiques dépendent souvent de la dose, ce qui signifie que le dosage peut devoir être systématiquement augmenté.

Conclusion

Les modèles de réseaux neuronaux nous permettent de voir comment la psychologie change la biologie parce que le processus de formation de la mémoire qui anime l'apprentissage et tout le développement psychologique modifie les synapses à travers des mécanismes de neuroscience de plasticité dépendant de l'expérience. Cette connaissance permet de comprendre que modifier les synapses pharmacologiquement va aussi changer notre psychologie. Le rôle causal des synapses dans l'apprentissage et la mémoire en fait le chaînon manquant de la psychobiologie et de la biopsychologie. Je prédis que la psychologie s'organisera autour de la synapse quand elle deviendra une science naturelle mature, tout comme la biologie s'organisera autour de la cellule lorsqu'elle deviendra une science naturelle mature. Les blogs suivants présenteront plus en détail de nouveaux développements fascinants – restez à l'écoute.

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Les références

Carlson, NR, Miller, H., Heth, CD, Donahoe, JW, et Martin, GN (2010). Psychologie: La science du comportement (7e éd.) (P.196); Boston: Allyn et Bacon.

Kirsch, I., Diacre, BJ, Huedo-Medina, TBH, Scoboria, A., Moore, TJ, et Johnson, BT (2008). Bénéfices initiaux de gravité et antidépresseur: Une méta-analyse des données soumises à la Food and Drug Administration. PLoS Medicine, 5, 260-268.

Kirsch, I., & Sapirstein, G. (1998) Écouter le Prozac mais en plaçant le placebo: une méta-analyse de médicament antidépresseur. Prévention et traitement, vol. I, article 0002a, publié le 26 juin 1998, disponible à http://journals.apa.org/prevention/volume1/pre0010002a.html.

McClelland, JL, Rumelhart, DE, et le PDP Research Group (1986). Traitement distribué parallèle: Explorations dans la microstructure de la cognition, vol. 2: Modèles psychologiques et biologiques. Cambridge, MA: Presse MIT.

Rumelhart, DE, McClelland, JL, et le PDP Research Group (1986). Traitement distribué parallèle: Explorations dans la microstructure de la cognition, vol. 1: Fondations. Cambridge, MA: Presse MIT.

Tryon, WW (2014). Neuroscience cognitive et psychothérapie: Principes du réseau pour une théorie unifiée. New York: Presse académique. http://store.elsevier.com/9780124200715