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TENDANCES SCIENTIFIQUES: tout comme nous avons des empreintes digitales, nous avons tous une empreinte cérébrale

Notre cerveau a une empreinte qui est propre à chacun de nous.

Recherche fondamentale

Depuis toujours, les empreintes digitales sont la méthode la plus couramment utilisée pour nous identifier. En plus des scanners d’empreintes digitales, la technologie moderne a créé d’autres moyens de collecter des données biométriques, comme les enregistrements vocaux et les scans rétiniens. La science utilise toutes ces données biométriques pour prouver que nous sommes totalement uniques et pour nous différencier de nos 7,9 milliards de semblables. Le cerveau peut-il être utilisé pour nous identifier aussi précisément que les empreintes digitales? Selon une étude publiée dans la revue «Science Advances», notre cerveau a lui aussi une «empreinte»: «le profil de connectivité cérébrale fonctionnelle d’un individu est à la fois unique et fiable, semblable à une empreinte digitale, et il est possible, avec une précision presque parfaite dans de nombreux cas, d’identifier un individu parmi un grand groupe de sujets uniquement sur la base de son profil de connectivité.» L’empreinte cérébrale change en permanence et chez chacun de nous, contrairement à nos empreintes digitales. Le Dr Enrico Amico, neuroscientifique et auteur correspondant, a discuté de ses recherches sur les empreintes cérébrales sur «EurekAlert!»: «J’y pense tous les jours et j’en rêve la nuit. C’est toute ma vie depuis cinq ans maintenant.»

Qu’est-ce qui rend nos cerveaux uniques?

Nos cerveaux produisent des modèles d’activité qui sont uniques. Pour comprendre quand ces modèles deviennent distinctifs et reconnaissables, des chercheurs de l’EPFL, l’École polytechnique fédérale de Lausanne, ont étudié comment ils évoluent dans le temps. «Ma recherche examine les réseaux et les connexions qui opèrent au sein du cerveau, en particulier les liens entre les différentes zones, afin de mieux comprendre comment les choses fonctionnent», a fait remarquer Enrico Amico. Pour ce faire, ils ont utilisé des analyses d’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour mesurer l’activité cérébrale sur une certaine période. Ces analyses ont ensuite été utilisées pour créer des graphiques sous la forme de matrices colorées qui résument l’activité cérébrale d’une personne. «Toutes les informations dont nous avons besoin se trouvent dans ces graphiques, communément appelés “connectomes cérébraux fonctionnels”», a expliqué Enrico Amico. «Le connectome est une carte du réseau de neurones. Les connectomes nous informent de ce que les sujets faisaient pendant leur IRM — s’ils se reposaient ou effectuaient d’autres tâches, par exemple. Nos connectomes changent en fonction de l’activité exercée et des parties du cerveau utilisées.»

Une empreinte cérébrale en seulement 100 secondes

Jusqu’à présent, les neuroscientifiques ont identifié les empreintes cérébrales à l’aide de deux IRM prises sur une longue période. L’équipe de recherche a découvert qu’environ 1 minute et 40 secondes suffisaient pour détecter des données utiles pour une identification fiable. «Nous nous sommes aperçus que les informations nécessaires au déploiement d’une empreinte cérébrale pouvaient être obtenues sur des périodes très courtes», a précisé lEnrico Amico. «Il n’y a pas besoin d’une IRM qui mesure l’activité cérébrale pendant cinq minutes, par exemple. Des échelles de temps plus courtes pourraient également convenir.» Les résultats pourraient conduire à la détection précoce de maladies neurologiques comme la maladie d’Alzheimer qui font disparaître les empreintes cérébrales. La nouvelle méthode peut être appliquée aux personnes autistes, aux patients victimes d’un AVC et même à ceux qui souffrent de troubles liés à l’utilisation de substances. «Ce n’est qu’un petit pas de plus vers la compréhension de ce qui rend notre cerveau unique: les opportunités que cette idée pourrait créer sont illimitées.»

Mots‑clés

empreinte digitale, cerveau, empreinte cérébrale, activité cérébrale, biométrique, connectivité, connectome