Réflexions
La conscience pourrait dépendre de l’action collective des cellules cérébrales – nouvelle recherche sur les psychédéliques chez les rats
Les psychédéliques sont connus pour induire des états de conscience altérés chez l’homme en modifiant fondamentalement notre schéma normal de perception sensorielle, de pensée et d’émotion. La recherche sur le potentiel thérapeutique des psychédéliques a augmenté de manière significative au cours de la dernière décennie
Pär Halje, Lund University
Bien que cette recherche soit importante, j’ai toujours été plus intrigué par l’idée que les psychédéliques puissent être utilisés comme outil pour étudier la base neuronale de la conscience humaine chez les animaux de laboratoire. En fin de compte, nous partageons le même matériel neuronal de base que les autres mammifères, et peut-être aussi certains aspects fondamentaux de la conscience. En examinant ce qui se passe dans le cerveau lorsqu’il y a une modification de l’expérience consciente induite par les psychédéliques, nous pouvons peut-être comprendre ce qu’est la conscience en premier lieu.
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Nous ne savons toujours pas grand-chose sur la manière dont les réseaux de cellules du cerveau permettent l’expérience consciente. Le point de vue dominant est que la conscience émerge en quelque sorte comme un phénomène collectif lorsque le traitement dispersé de l’information des neurones individuels (cellules du cerveau) est intégré au fur et à mesure que les cellules interagissent.
Mais le mécanisme par lequel cela est censé se produire n’est toujours pas clair. Notre étude sur les rats, publiée dans Communications Biology, suggère que les psychédéliques modifient radicalement la façon dont les neurones interagissent et se comportent collectivement.
Notre étude a comparé deux classes différentes de psychédéliques chez les rats : le type classique de LSD et le type moins typique de kétamine (la kétamine est un anesthésique à fortes doses). Ces deux classes sont connues pour induire des expériences psychédéliques chez l’homme, bien qu’elles agissent sur des récepteurs différents dans le cerveau.
Exploration des ondes cérébrales
Nous avons utilisé des électrodes pour mesurer simultanément l’activité électrique de 128 zones distinctes du cerveau de neuf rats éveillés pendant qu’ils recevaient des psychédéliques. Les électrodes pouvaient capter deux types de signaux : les ondes cérébrales électriques causées par l’activité cumulative de milliers de neurones, et des impulsions électriques transitoires plus petites, appelées potentiels d’action, provenant de neurones individuels.
Les psychédéliques classiques, tels que le LSD et la psilocybine (l’ingrédient actif des champignons magiques), activent un récepteur dans le cerveau (5-HT2A) qui se lie normalement à la sérotonine, un neurotransmetteur qui régule l’humeur et bien d’autres choses encore. La kétamine, quant à elle, agit en inhibant un autre récepteur (NMDA), qui est normalement activé par le glutamate, le principal neurotransmetteur du cerveau qui fait fonctionner les neurones.
Nous avons supposé que, malgré ces différences, les deux classes de psychédéliques pouvaient avoir des effets similaires sur l’activité des cellules cérébrales. En effet, il s’est avéré que les deux classes de drogues induisaient un schéma d’ondes cérébrales très similaire et distinctif dans plusieurs régions du cerveau.
Les ondes cérébrales étaient exceptionnellement rapides, oscillant environ 150 fois par seconde. Elles étaient également étonnamment synchronisées entre différentes régions du cerveau. On sait que de brèves oscillations à une fréquence similaire se produisent occasionnellement dans des conditions normales dans certaines régions du cerveau. Mais dans ce cas, elles se sont produites pendant des durées prolongées.
Nous avons d’abord supposé qu’une seule structure cérébrale générait l’onde et qu’elle se propageait ensuite à d’autres endroits. Mais les données ne correspondaient pas à ce scénario. Au contraire, nous avons constaté que les ondes montaient et descendaient presque simultanément dans toutes les parties du cerveau où nous pouvions les détecter – un phénomène appelé synchronisation de phase. À notre connaissance, une synchronisation de phase aussi étroite sur de si longues distances n’a jamais été observée auparavant.
Nous avons également pu mesurer les potentiels d’action de neurones individuels pendant l’état psychédélique. Les potentiels d’action sont des impulsions électriques, d’une durée maximale d’un millième de seconde, générées par l’ouverture et la fermeture de canaux ioniques dans la membrane cellulaire. Les potentiels d’action sont le principal moyen par lequel les neurones s’influencent mutuellement. Par conséquent, ils sont considérés comme le principal vecteur d’information dans le cerveau.
Cependant, l’activité du potentiel d’action provoquée par le LSD et la kétamine diffère considérablement. Elles ne peuvent donc pas être directement liées à l’état psychédélique général. Sous l’effet du LSD, les neurones ont été inhibés – c’est-à-dire qu’ils ont émis moins de potentiels d’action – dans toutes les parties du cerveau. Dans le cas de la kétamine, l’effet dépendait du type de cellule : certains gros neurones étaient inhibés, tandis qu’un type de neurones plus petits, connectés localement, émettaient davantage de potentiels d’action.
Par conséquent, c’est probablement le phénomène des ondes synchronisées, c’est-à-dire le comportement collectif des neurones, qui est le plus fortement lié à l’état psychédélique. D’un point de vue mécanique, cela est assez logique. Il est probable que ce type de synchronisation accrue ait des effets importants sur l’intégration des informations dans les systèmes neuronaux sur lesquels reposent la perception et la cognition normales.
Je pense que ce lien possible entre la dynamique des systèmes neuronaux et la conscience est fascinant. Il suggère que la conscience repose sur un état collectif couplé plutôt que sur l’activité de neurones individuels – elle est plus grande que la somme de ses parties.
Cela dit, ce lien reste à ce stade hautement spéculatif. En effet, le phénomène n’a pas encore été observé dans des cerveaux humains. De plus, il convient d’être prudent lorsque l’on extrapole des expériences humaines à d’autres animaux. Il est bien sûr impossible de savoir exactement quels aspects d’un voyage nous partageons avec nos parents rongeurs.
Mais lorsqu’il s’agit de percer le mystère de la conscience, chaque information est précieuse.
