Deux neuroscientifiques très respectés, J. Allan Hobson et Karl Friston, ont récemment publié une nouvelle théorie des rêves (JA Hobson et KJ Friston, Conscience éveillée et rêveuse: Considérations neurobiologiques et fonctionnelles, Prog Neurobiol, juillet 2012, 98 (1): 82. – 98. doi: 10.1016 / j.pneurobio.2012.05.003; PMCID: PMC3389346).
La théorie formalise une conception du cerveau rêveur comme une machine de simulation ou un générateur de réalité virtuelle qui cherche à modéliser et prédire de façon optimale son environnement éveillé et a besoin de processus de sommeil paradoxal, (en particulier les ondes PGO) pour le faire. L'idée de base est que le cerveau est génétiquement équipé d'un système neuronal qui génère une réalité virtuelle du monde éveillé pendant le sommeil paradoxal, car les processus de sommeil paradoxal sont essentiels pour optimiser ce modèle génératif.
Traitements de l'esprit / cerveau comme une machine de réalité virtuelle ou un dispositif de prédiction-erreur ou une "machine Helmholtz" (tous à peu près la même chose) sont répandues dans les sciences cognitives et neurosciences, et il est logique d'envisager de rêver lignes aussi bien. Un rêve, après tout, est vécu comme un "monde" pleinement réalisé qui semble être généré de manière interne sans bénéfice de l'entrée sensorielle actuelle (puisque l'entrée sensorielle est bloquée pendant le REM).
Hobson et Friston suggèrent que les données sensorielles sont échantillonnées pendant l'éveil pour construire un modèle complexe du monde qui peut guider le comportement et réduire les erreurs de prévision et les surprises. Ensuite, le modèle est mis hors ligne pendant le sommeil et soumis à une procédure d'optimisation qui élague la redondance et réduit la complexité, améliorant ainsi l'adéquation du modèle au monde.
Au cours de la vie éveillée, les changements dans les paramètres du modèle (expérimentés subjectivement comme des percepts) sont motivés par le besoin d'expliquer une entrée visuelle imprévue. Pendant le rêve, cependant, il n'y a pas d'entrée sensorielle visuelle ou autre, de sorte que les perceptions rêveuses sont motivées par le besoin d'expliquer une contribution oculomotrice imprévue. Le contenu du rêve est donc la tentative du cerveau de trouver des explications plausibles pour les recherches visuelles fictives déclenchées par l'entrée oculomotrice (via les mouvements oculaires rapides et les ondes PGO) et par l'élagage des connexions synaptiques faisant partie du processus d'optimisation de la réduction de la complexité.
Pourquoi est-il nécessaire de se déconnecter pour optimiser la machine de simulation? Les auteurs, à mon avis, ne répondent jamais adéquatement à cette question. La procédure d'optimisation nous donne un meilleur modèle qui peut mieux guider le comportement. C'est très bien, mais cela n'explique pas pourquoi l'optimisation doit se faire hors ligne. Après tout, l'optimisation du modèle se déroule pendant la vie éveillée et peut-être beaucoup plus efficacement étant donné le retour sensoriel disponible pour le cerveau éveillé.
Les auteurs suggèrent que l'utilisation de l'option hors ligne était particulièrement aiguë pour les cerveaux complexes de mammifères (et d'oiseaux) qui présentent un sommeil paradoxal. Mais les mesures du sommeil paradoxal ne sont pas corrélées avec la taille ou la complexité du cerveau. Il y a beaucoup d'animaux (par exemple les marsupiaux) avec beaucoup de sommeil paradoxal et des cerveaux pas très complexes.
Les auteurs suggèrent également que leur théorie jette un peu de lumière sur le lapsus dans les réflexes thermorégulateurs qui sont caractéristiques de REM. La réversion pendant REM à un état poilkothermique a longtemps été l'un des nombreux mystères biologiques associés à REM. Pourquoi Mère Nature soumet-elle l'animal à une défaillance dangereuse de la thermorégulation pendant le sommeil? Les auteurs font valoir que, parmi d'autres fonctions, la machine de simulation génère des prédictions concernant les besoins thermiques et les conditions de l'organisme. Mais si la machine est mise hors ligne, «le cerveau sera imperméable aux fluctuations de température et ne répondra pas aux erreurs de prédiction thermique, ce qui entraînera une suspension de l'homéothermie». Mais cela revient à dire que les processus thermiques ne peuvent pas fonctionner les réflexes de régulation sont inhibés dans le cadre de l'état REM. Mais ce que nous voulons savoir, c'est pourquoi ces réflexes sont inhibés en premier lieu.
Peut-être les auteurs veulent-ils argumenter que les réflexes sensoriels et l'entrée en général sont inhibés dans le cadre de l'état REM parce que la procédure d'optimisation ne peut pas fonctionner à moins que toutes les entrées sensorielles soient bloquées. Les auteurs font valoir que l'optimisation peut se faire avec le déclenchement sensoriel, mais ils n'établissent pas qu'il doit procéder à la synchronisation; c'est-à-dire que la synchronisation est requise.
Le fait que l'optimisation puisse se produire pendant la vie éveille l'idée que le déclenchement est absolument nécessaire. Notez que les avantages de l'optimisation hors ligne devraient l'emporter sur ses risques, y compris la vulnérabilité croissante à la prédation, le lapsus dans la thermorégulation et ainsi de suite.
Pour soutenir l'argument selon lequel une optimisation hors ligne est nécessaire, les auteurs avancent que sans une réparation hors ligne périodique, le modèle deviendra trop complexe et dysfonctionnel, faisant ainsi revivre l'idée ancienne de Francis Crick selon laquelle REM dreaming représente une purge ou une élagage d'associations superflues. et la complexité dans le système cognitif. «En bref, déconnecter le cerveau pour élaguer des associations exubérantes établies pendant l'éveil peut être un prix nécessaire pour avoir un système cognitif sophistiqué qui peut distiller des associations complexes et subtiles à partir d'échantillons sensoriels.» Mais encore une fois, il existe de nombreuses espèces de les animaux sans système cognitif complexe qui ont néanmoins un REM abondant et vice versa – il existe des espèces avec un cerveau complexe avec peu ou pas de REM (par exemple certains mammifères marins).
Regarder le cerveau comme une réalité virtuelle ou un modèle génératif du monde nous aide-t-il à comprendre le contenu du rêve? Pour répondre à cette question, les auteurs appellent à la prudence: «trouver l'ordre dans le monde réel peut ne pas être synonyme de trouver de l'ordre dans le monde virtuel». Un monde virtuel en cours d'ajustement ou d'optimisation est susceptible de générer sortes de contenu imprévisible, il me semble. C'est pourquoi je pense que la théorie de Hobson-Friston a besoin d'une majoration majeure pour travailler pour le contenu de rêve.
Les rêves ne sont pas si imprévisibles. Des milliers d'études de contenu de rêve ont maintenant clairement établi des régularités dans le contenu de rêve. De telles régularités sont globalement cohérentes avec le rêve en tant que théorie de la machine de réalité virtuelle, mais la théorie doit prendre au sérieux les régularités de contenu de rêve si elle espère obtenir un bon ajustement avec les données. Pour obtenir cet ajustement, les auteurs suggèrent que plus d'un processus de modélisation doit entrer en jeu dans le cadre de la procédure d'optimisation. Un équilibre optimal entre la répétition de ce qui a déjà été appris sur le monde et l'exploration de nouvelles hypothèses et possibilités qui pourraient être expérimentées doit être atteint. Cette suggestion a un sens pour moi.
