La synchronie neuronale : une solution au problème du temporal binding dans l approche scientifique de la conscience.

La synchronie neuronale :

une solution au problème du temporal binding dans l ’approche scientifique de la conscience

Conscience

Champ Psychologie/Philosophie Neuroscience/ technologie Champ scientifique

– conscience = processus neurobiologique/structure du cerveau

– PROBLEME - comment élaborer une science de la conscience?

Théorie scientifique de la conscience

Problèmes : expliquer l ’intégration de plusieurs

systèmes ( sensoriel, mémoire, moteur, etc) intégration émergence de la conscience comment sélectionner des informations ?

Binding : Théorie et conscience

1- Crick - Koch : propose une théorie du binding pour expliquer consc. sensoriel

2- Damasio : conscience d’un contenu mental = liaison d’ info distribuées dans le cerveau

Newman - Baars : système Thalamo-cortical impliqué dans le « work-space »

Perception de l’environnement

Arousal : activation de différents modules non-spécifiques

Segmentation : répartition des tâches et intégration

Selection : contrôle de l’accès à la conscience (attention)

Working memory : « espace de travail » de la conscience

Un exemple : le traitement de l’information visuelle

Un traitement en parallèle

Différents niveaux de traitement

Comment relier ces différents modules ?

Le Binding Problem

Binding problemBinding problem

Tag des différentes assemblées neuronales

Distinction des différents objets

Sélection des éléments pertinents

Une solution proposé : la synchronie neuronale à plusieurs niveaux

Hypothèse du temporal binding

Hypothèse théorique - neurones qui répresentent le même objet ont un pot.action avec une synchronie temporelle de millisecondes.

Sélection de neurones activés par un même object.

Temporal Binding peut expliquer conscience ( Crick/Koch) 2001- hypothèse thèorique

OBJECTIF

Démontrer que le temporal binding est un pré requis pour l ’émergence de la conscience

Plusieurs échelles : entre 2 neurones

Enregistrement unitaire

Plusieurs échelles : entre 2 neurones

Corrélation croisée

Plusieurs échelles : potentiels de champ locaux

Utilisation d’électrodes intra-craniennes Respiration, synchronie

Plusieurs échelles : potentiels de champ locaux

Plusieurs synchronies Raster-plots et fluctuations de l’activité moyenne

Plusieurs échelles : vastes aires

Utilisation de l’électro-encéphalographie (non invasive)

Sommeil (BF)

Augmentation d’énergie après 300 MS

La synchronie et le traitement de l’information visuelle chez le chat anesthésié

Gamma band (20-80 Hz)

Fenêtre de coïncidence de 10 ms

Synchronie chez de nombreuses espèces, éveillé ou non

40-60 Hz

40-120 Hz

Synchronie et arousal : expérience

Simulation de l’état éveillé par excitation de la formation réticulée

Stimulus visuel Enregistrements dans

le cortex strié droit et gauche

Synchronie et arousal : résultats

Asynchronie

Synchronie à l’état éveillé entre les aires visuels

Recrutement et répartition

Synchronie et sélection : expériences/résultats

Enregistrements de contrôle pour stimulus droit et gauche

Rivalité entre les 2 stimuli

Sélection de l’aire associée la plus synchrone

Synchronie et action : expérience

Stimulation de deux points distincts de la zone impliqué dans le mouvement oculaire

Stimulation séparée : contrôle

Synchronie et action : résultats

La synchronie totale ou le décalage induisent une variation dans l’amplitude du mouvement oculaire

Intervention de la synchronie dans les sorties motrices

Stimulations en 1 et 2 synchrone décalé de 5 ms

L’expérimentation chez l’homme

Chez l’animalChez l’animal Problème de la Problème de la

conscienceconscience Possibilité de mesure Possibilité de mesure

invasiveinvasive

Chez l’hommeChez l’homme Conscience

indiscutable Problème de mesure

(éthique) Possibles mesures intra

cranienne (ex.: épileptiques)

La synchronie à tous les niveaux de la conscience

Conscience

Arisal

Segmentation

Sélection

Working Memory

NCC = Neuronal Correlate of Consciousness

D’autres rôles

Mémoire à long terme et potentialisation neuronale

Mais……..

Intervention de résonance et de détection des coïncidences encore méconnues

Nécessité de construire des modèles pouvant traiter de si grandes quantités d’information en parallèle