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Self and others in the sensorimotor system: a computational neuroanatomy of sensory attenuation

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La façon dont notre cerveau distingue notre propre toucher de celui des autres titille l’imagination des chercheurs européens

Pourquoi n’est-il pas possible de se chatouiller? Un projet de l’UE s’est penché sur la manière dont le cerveau fait la différence entre notre propre toucher et celui des autres.

Recherche fondamentale

Entrepris avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, le projet européen TICKLE ME a appliqué tout un éventail de technologies pour expliquer le phénomène d’atténuation sensorielle (SA) et comprendre pourquoi le fait de se chatouiller soi-même conduit à une sensation tactile réduite. «Ma principale motivation consistait à comprendre comment le cerveau distingue nos propres contacts tactiles de ceux des autres, et de vérifier si ce mécanisme est susceptible d’évoluer», explique Konstantina Kilteni, boursière dans le cadre du projet. Mme Kilteni a mené des recherches comportementales combinées avec de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle chez de jeunes participants en bonne santé. «À partir des expériences comportementales, j’ai essayé de comprendre quelles sont les caractéristiques de nos propres contacts tactiles qui permettent à notre cerveau de les “identifier” comme ayant été auto-générées. À l’aide des expériences de neuroimagerie, j’ai cherché à développer une nouvelle représentation ou un nouveau modèle neuronal de ce “marquage”», Mme Kilteni poursuit. Le cerveau prédit les événements Les résultats donnent à penser que le cerveau identifie la nature auto-générée d’un contact lorsque ce dernier peut être prédit par nos mouvements en cours d’exécution. «Envisagez de bouger votre main droite pour toucher celle de gauche. Avant même que vous ameniez vos mains à se toucher, votre cerveau sait ce que vous allez ressentir; il prédit le contact avant qu’il ne se produise réellement en utilisant les informations motrices de votre main droite en mouvement», explique Mme Kilteni. Les chercheurs de TICKLE ME ont montré que cette prédiction concerne à la fois l’espace et le temps; c’est-à-dire que le cerveau sait où et quand vous allez ressentir le contact. «Dans plusieurs expériences comportementales, nous avons étudié les moyens possibles de “tromper” le cerveau en lui faisant prédire des endroits et des instants différents en ce qui concerne ce contact, et nous avons découvert que notre propre toucher pouvait être ressenti de manière semblable à un contact externe, et inversement», ajoute Mme Kilteni. À l’aide de l’imagerie cérébrale, l’équipe a également observé que la connectivité cérébrale entre les zones clés impliquées dans le toucher et le mouvement faisait apparaître cette distinction entre les contacts auto-générés et externes. Des obstacles pour commencer, puis un suivi de résultats exceptionnels Sous la direction du chercheur principal, H. Henrik Ehrsson de l’Institut Karolinska, l’ensemble de l’équipe a apporté un soutien exceptionnel au projet, confie Mme Kilteni. Elle se souvient que la partie la plus difficile du projet a consisté à concevoir et à construire un équipement expérimental sans danger pour les participants et compatible avec les champs magnétiques utilisés lors de l’acquisition d’images cérébrales par le scanner. «J’ai maintenant plus de questions scientifiques et d’idées de recherche qu’avant le démarrage du projet TICKLE ME!», indique Mme Kilteni. Très enthousiasmée par les derniers résultats suggérant une distinction entre les contacts tactiles auto-générés et externes au niveau du cerveau, sa principale priorité est d’étudier plus en profondeur les modèles de connectivité cérébrale observés. Elle a l’intention de les combiner avec des approches informatiques de modélisation. De nombreuses applications pour ce mécanisme de prédiction cérébrale Le mécanisme de prédiction étudié dans le cadre du projet TICKLE ME est fondamental pour le contrôle du mouvement. La base de connaissances établie dans le cadre du projet pourrait être ainsi exploitée aussi bien pour la robotique portable que pour le développement de prothèses de membres. «Le succès d’une prothèse est étroitement lié à la façon dont vous pouvez la contrôler et l’utiliser au quotidien», indique Mme Kilteni. «Nos résultats pourraient également s’avérer pertinents sur le plan clinique pour les recherches sur la schizophrénie», explique Mme Kilteni. Le cerveau schizophrénique éprouve davantage de difficultés à faire la distinction entre les contacts auto-générés et externes, étant parfois victime d’hallucinations, contrairement à ce qui se passe chez des participants en bonne santé. «Je pense qu’une compréhension approfondie de ce mécanisme chez des participants en bonne santé peut vraiment nous permettre de mieux comprendre les processus qui sont perturbés dans un cerveau schizophrène. Et cela pourrait servir à développer des traitements ciblés à l’avenir», conclut Mme Kilteni.

Mots‑clés

TICKLE ME, cerveau, contact, chatouillement, auto-généré, imagerie, robotique, prothèse, schizophrénie

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