Le cerveau humain est un objet incroyablement complexe. Avec des milliards de cellules ayant chacune des milliers de connexions, il est difficile de savoir par où commencer. Les neuroscientifiques peuvent sonder le cerveau avec des électrodes, voir à l'intérieur de celui-ci avec des scanners, et observer ce qui arrive aux gens quand des morceaux de celui-ci sont endommagés dans les accidents et les maladies. Mais rassembler toutes ces informations équivaut à reconstituer un puzzle sans l'image sur la boîte à titre indicatif.
Nous pourrions nous inspirer du projet sur le génome humain. Le génome est également extrêmement complexe, avec des milliards de blocs de construction. Malgré ces défis, le génome a été démêlé avec succès au coût d'environ 3,8 milliards de dollars en 2003. On estime que les connaissances générées par le projet du génome humain ont produit 141 dollars dans l'économie pour chaque dollar dépensé en recherche.
Maintenant, l'administration Obama prévoit de faire la même chose pour le cerveau humain, sur une échelle aussi ambitieuse (3 milliards de dollars sur dix ans). Le but de la "Brain Activity Map" (BAM) est de cartographier l'activité de chaque neurone et connexion dans le cerveau vivant. Parce que l'activité du cerveau détermine nos vies mentales, l'espoir est qu'une feuille de route complète nous aidera à comprendre comment les souvenirs sont formés, comment les médicaments particuliers peuvent soulager les troubles psychiatriques, et même comment le cerveau génère la conscience. Les technologies pertinentes (enregistrement multi-électrodes, optogénétique) avancent rapidement, et des études à grande échelle fournissent déjà de nouvelles informations sur la façon dont les réseaux de cellules interagissent les uns avec les autres. Une carte d'activité cérébrale réussie est à notre portée.
Mais à quoi ressemblera le succès? Une carte du cerveau humain sera-t-elle utile de la même manière qu'une carte du génome humain est utile? En génétique, le succès nous permet de comprendre et de contrôler les caractéristiques physiques. En neuroscience, le succès devrait conduire à une compréhension équivalente de l'esprit. Nous serions en mesure d'utiliser la carte pour aider à réduire les émotions aberrantes dans le trouble de stress post-traumatique, pour lever l'humeur dans la dépression et pour inverser le déclin de la maladie d'Alzheimer. Pourtant, toutes ces applications reposent sur une compréhension approfondie de l'esprit et du cerveau.
L'informaticien David Marr a noté que l'esprit ne peut être pleinement compris qu'en reliant trois niveaux: la fonction du système, les calculs effectués par le système et la façon dont ces calculs sont implémentés dans le cerveau. L'enregistrement des cellules du cerveau qui s'enflamment d'elles-mêmes, même des milliers d'entre elles, ne nous mènera à rien. Imaginez être capable de visualiser l'électronique de votre ordinateur tout en tapant sur un courriel. Les schémas que vous voyez peuvent vous dire globalement comment les choses fonctionnent, mais vous ne pouviez pas deviner que vous aviez un navigateur Web ouvert, et certainement pas que vous écriviez à un vieil ami. Dans un article de la revue Neuron , les scientifiques à l'origine de la proposition BAM nous rappellent que la fonction cérébrale émerge «d'interactions complexes entre constituants». Ils semblent être d'accord avec Marr. Mais si nous ne connaissons pas tous les détails de la proposition, dans sa forme actuelle, la majorité des financements de BAM seront consacrés à la compréhension d'un seul de ses trois niveaux: la mise en œuvre.
Étudier un niveau sans l'autre est un peu comme construire le grand collisionneur de hadrons sans investir dans la physique théorique. Les psychologues et les scientifiques cognitifs sont des experts pour combler le fossé entre les fonctionnements de l'esprit et du cerveau. Par exemple, en concevant minutieusement des tests comportementaux capables de sonder les dysfonctionnements mentaux, ils commencent à fouiller sous les classifications traditionnelles des troubles mentaux pour comprendre comment certaines composantes de l'esprit tournent mal. Ces personnes doivent marcher main dans la main avec les technologues en première ligne de la science du cerveau. Les nouvelles technologies défendues par les scientifiques BAM produiront une riche récolte de données sur le cerveau, et elles constituent une partie cruciale d'un investissement à long terme dans les sciences du cerveau. Mais sans investissement similaire dans les sciences de l'esprit, nous serons laissés perplexes sur la façon dont les pièces s'insèrent dans nos vies quotidiennes. Ce n'est qu'en considérant l'esprit en abordant le cerveau que nous aurons plus de BAM pour notre argent.
