03.02.2009

Comment la ville nuit-elle à notre cerveau ?

0601_energie_ville_nuit_Sc.jpgLa ville a toujours été le moteur de la vie intellectuelle, rappelle le journaliste spécialisé dans le domaine de la cognition, Jonah Lehrer, auteur de l'excellent Proust was a neuroscientist (Proust était un neuroscientifique) et du récent How we decide (Comment nous décidons) dans un article du Boston Globe. Reste que l'on sait encore mal comment elle agit sur notre cerveau.

Des chercheurs américains et australiens commencent à montrer que le simple fait de vivre dans un environnement urbain à des effets sur nos processus mentaux de base. Après avoir passé quelques minutes dans une rue bondée, le cerveau est moins en mesure d'organiser les informations qu'il reçoit dans la mémoire, explique le psychologue du Laboratoire de neuroscience cognitive de l'université du Michigan, Marc Berman. A l'inverse, la nature serait un élément extrêmement bénéfique pour le cerveau : des études ont même démontré que des patients d'hôpital qui peuvent voir des arbres de leurs fenêtres se rétablissent plus rapidement que ceux qui en sont privés.

cerveau_humain.jpgAlors que la majorité de la population réside dans les villes, les environnements de béton et d'automobiles auxquels nous sommes confrontés auraient des incidences sur notre santé mentale et physique, jusqu'à modifier la façon dont nous pensons. Les neuroscientifiques et les psychologues commencent à s'intéresser à l'aménagement urbain pour qu'il cause moins d'atteinte à notre cerveau. La plantation d'arbres en centre-ville ou la création de parcs urbains peuvent ainsi réduire de façon significative les effets négatifs de la vie urbaine. Quand on se promène en ville, notre cerveau, toujours à la recherche de menaces potentielles, doit gérer les multiples stimuli liés à la circulation et à la vie urbaine. La gestion de telles tâches mentales, apparemment anodines, a tendance à nous épuiser, car elle exploite l'un des principaux points faibles du cerveau : sa capacité de concentration. Une ville est si débordante de stimuli que nous devons constamment rediriger notre attention pour ne pas être distraits par des choses sans importance comme une enseigne clignotante ou des bribes de conversations. L'esprit est comme un puissant super-ordinateur, mais le fait de prêter attention consomme une grande partie de sa puissance de traitement.

La vie en milieu naturel en revanche ne nécessite pas la même quantité d'effort cognitif. En fait, les milieux naturels sont tout autant remplis d'objets qui capturent notre attention, mais qui ne déclenchent pas de réponse émotionnelle négative (contrairement à une voiture ou à une foule de piétons) ce qui fait que le mécanisme mental qui dirige l'attention peut se détendre en profondeur. Selon la dernière étude publiée par l'équipe de Marc Berman, deux groupes d'étudiants se sont promenés, les uns dans les rues animées les autres dans un parc et ont subis ensuite une série de tests psychologiques de mémoire et d'attention. Ceux qui s'étaient promenés en ville ont moins bien réussi les tests que ceux qui se sont promenés dans un parc.

dep_tv_cerveau.jpgLES STIMULI DE LA VILLE ÉPUISENT NOTRE CAPACITÉ À NOUS AUTO-CONTRÔLER

La densité de la vie en ville n'influe pas seulement sur notre capacité à nous concentrer. Elle interfère également avec notre capacité à nous auto-contrôler. Lors d'une promenade en ville, notre cerveau est également sollicité par de nombreuses tentations consuméristes. Y résister nous oblige à nous appuyer sur le cortex préfrontal, la même zone que celle qui est responsable de l'attention dirigée et qui nous sert à éviter le flot de circulation urbain. Epuisé par la difficulté à gérer notre déambulation urbaine, il est moins en mesure d'exercer ses capacités d'auto-contrôle et donc nous rend plus enclins à céder aux tentations que la ville nous propose. Je pense que les villes révèlent la fragilité de certaines de nos plus hautes fonctions mentales , explique Frances Kuo, directrice du Laboratoire du paysage et de la santé humaine à l'université de l'Illinois. Nous prenons ces talents pour acquis, mais ils ont vraiment besoin d'être protégés. Des recherches ont montré que l'augmentation de la charge cognitive liée à la vie urbaine rend les gens plus susceptibles de choisir un gâteau au chocolat au lieu d'une salade de fruits. La ville subvertit notre capacité à résister à la tentation consumériste, avancent même certains spécialistes.

La vie urbaine peut aussi conduire à la perte de contrôle de ses émotions. Kuo et ses collègues ont montré que la violence domestique était moins fréquente dans les appartements avec vue sur la nature que ceux qui n'ont vue que sur le béton. L'encombrement, les bruits imprévisibles ont aussi des effets sur l'augmentation des niveaux d'agressivité. Un cerveau fatigué par les stimuli de la ville est plus susceptible de s'emporter. Mais les pelouses ne suffisent pas à notre bien-être. Dans un article récent, Richard Fuller, un écologiste de l'Université du Queensland en Australie, a démontré que les bénéfices psychologiques d'un espace vert sont étroitement liés à la diversité de sa flore. Nous nous inquiétons beaucoup des effets de l'urbanisation sur les autres espèces , dit Fuller, mais nous sommes également touchés par elle.

Quand un parc est bien conçu, il peut améliorer le fonctionnement du cerveau en quelques minutes. Comme le démontre l'étude de Marc Berman, pour améliorer notre attention et notre mémoire, se promener dans un environnement naturel peut être plus efficace que le dopage. Compte tenu de la myriade de problèmes de santé mentale, qui sont exacerbés par la vie en ville, de l'incapacité de prêter attention au manque de maîtrise de soi, la question demeure : Pourquoi les villes continuent-elles de croître ? Et pourquoi, même à l'ère de l'électronique, est-ce qu'elles continuent d'être les sources de la vie intellectuelle ? , s'interroge Jonah Lehrer. C'est parce qu'elles ont aussi l'avantage de concentrer les interactions sociales qui sont une des sources de l'innovation et de la créativité, expliquent les scientifiques de l'Institut de Santa Fe, sur le modèle de la réflexion que menait récemment Pekka Himanen sur la glocalité des réseaux d'innovation.

Nous ne retournerons pas à la campagne demain, mais peut-être pouvons-nous apprendre à construire des villes qui soient moins agressives et plus respectueuses des limites cognitives de notre cerveau.

Article publié originellement sur Internetactu

Hubert Guillaud

30.08.2005

La mémoire, de l'esprit aux molécules

Squire & Kandel, la mémoire, de l’esprit aux molécules, éd. Champs-Flammarion, trad. Par Béatrice Desgranges et Francis Eustache. 414 pages.

Comment expliquer le va et vient des souvenirs ? Comment se fait-il que je me souvienne de certains détails et pas de mon histoire entièrement ?  L’amnésie partielle peut-elle s’expliquer ? Depuis quelques années, des progrès spectaculaires ont été établis dans différents domaines scientifiques, notamment les neurosciences. Ils ont permis de mettre en place une explication synthétique des fonctionnements de la mémoire.
Dans ce livre Larry R. Squire et Eric R. Kandel, nous proposent une synthèse unique sur les mécanismes de la mémoire humaine et animale à travers les découvertes permettant de décrire les différents systèmes de mémoire (mémoire déclarative ou non, épisodique, de travail, etc.) et le stockage mnésique.
Tous deux nous ouvrent la voie de la biologie moléculaire de la cognition. Ils conjuguent les apports des neurosciences, de la psychologie cognitive, de la biologie et de la génétique moléculaires. De là à décrypter le fonctionnement de la mémoire par l’analyse moléculaire, nous ne sommes pas loin.
Sonia Bressler

01.08.2005

Neurosciences & Cognition

Jean Delacour (dir.), Collection "Neurosciences et cognition", éd. de Boeck Université

Voici une nouvelle collection qu'il nous faut saluer pour sa clarté et sa précision. Centrée sur les relations entre neurosciences et sciences cognitives, elle se consacre à l'étude scientifique de la conscience ainsi qu'aux relations entre neurobiologie et éthologie — sans pour autant oublier l'épistémologie des neurosciences. Les sciences cognitives ont pour objet la description, l'explication (ou, le cas échéant, la simulation) des principales dispositions et capacités de l'esprit humain : langage, raisonnement, perception, apprentissage et mémoire, coordination motrice, planification… Nées il y a une quarantaine d'années dans un contexte scientifique fortement marqué par la naissance de l'informatique et le développement des notions et des techniques de traitement formel de l'information, elles constituent actuellement un faisceau de programmes de recherche relevant de différentes disciplines, articulés autour de paradigmes, appuyés sur certains concepts-pivots et animés par un petit nombre d'idées-forces ou d'hypothèses fondamentales concernant la nature profonde de leur objet d'étude et la manière de la dévoiler. Cinq disciplines principales sont ainsi impliquées : la psychologie, la linguistique, la philosophie, l'intelligence artificielle et les neurosciences. Cependant, il règne une certaine confusion dans l'emploi de l'expression "sciences cognitives". Au sens le plus courant aujourd'hui (mais aussi le plus étroit), elles regroupent seulement les programmes de recherche qui, en psychologie, en linguistique, en philosophie (à laquelle est rattachée la logique) et éventuellement dans certaines sciences sociales, tentent de caractériser les aptitudes cognitives humaines (parfois même animales) au niveau dit fonctionnel, c'est-à-dire indépendamment de leur réalisation matérielle dans le système nerveux. En un sens, intermédiaire, nous leur rattachons les neurosciences, au lieu de les comprendre dans un rapport de complémentarité. L'objet des neurosciences étant de caractériser le système nerveux en tant que système physico-chimique, celui des sciences cognitives entendues en un sens qui inclut les neurosciences admet une caractérisation simple : la cognition dans sa réalisation biologique, ou encore "l'esprit/cerveau". Ce n'est qu'en leur acceptation la plus large que les sciences cognitives comprennent également l'intelligence artificielle, rassemblant ainsi la totalité des approches scientifiques de la cognition, dans ses réalisations tant biologiques qu'artificielles. Enfin, il arrive que nous regroupions les sciences cognitives au sens étroit et l'intelligence artificielle. Nous visons alors une caractérisation fonctionnelle de la cognition dans toutes ses manifestations. En introduisant un élément "doctrinal", nous pourrions dire qu'il s'agit ici de constituer une science des systèmes de traitement de l'information capables d'intelligence. A dire vrai, la seule dynamique des idées est loin de suffire pour expliquer le prodigieux développement des disciplines de la cognition depuis une trentaine d'années. En psychologie, les méthodes chronométriques se sont perfectionnées au point de rendre possible de fines analyses des processus. Ces dernières se fondent sur l'étude différentielle de temps de réaction très faibles. L'ouvrage intitulé Psychobiologie de M. R. Rosenzweig, A. L. Leiman et S. Marc Breedlove, nous ouvre le cadre spécifique de l'analyse comportementale (en gardant un œil sur ses méthodes). Il s'agit d'une présentation générale des relations entre phénomènes biologiques et comportement. L'un des intérêts de ce livre est de ne pas se limiter aux phénomènes neurobiologiques mais de faire une large place à l'endocrinologie. Son autre mérite est de s'ouvrir également à la biologie de l'évolution. En neuroanatomie et en cytologie, les marqueurs radioactifs, les micro-injections réversibles, les coupes ultrafines, les techniques d'imagerie non invasives procurent une représentation des structures cérébrales et de la connectivité neuronale d'une précision inégalable. En neurophysiologie, les nouveautés ne manquent pas. Il est désormais possible d'entrer au sein même de la boîte crânienne mais aussi de déterminer l'activité de neurones isolés, de les stimuler sélectivement. Il est ainsi possible de mettre en rapport les activités de neurones identifiés avec des comportements. De plus, la miniaturisation et les perfectionnements apportés à la transmission des signaux, à leur traitement en temps réel ont ouvert la possibilité d'étudier l'activité neuroélectrique de l'organisme intact, éveillé et en situation naturelle. Sur ces deux points, l'ouvrage L'Esprit en images de Michael I. Posner et Marcus E. Raichle met en évidence ce qui se passe dans notre cerveau lorsque nous accomplissons nos activités quotidiennes comme des activités mentales complexes. Par la présentation des plus récentes découvertes en neurosciences cognitives, nous découvrons ce champ d'investigations en même temps que les nouvelles techniques d'imagerie cérébrale fonctionnelle. En neurochimie, la biologie moléculaire a rendu possible l'exploration systématique des substances (neurotransmetteurs et neurohormones) engagées dans les processus cérébraux révélant la diversité des unes et la complexité des autres. La conception doublement simpliste du cerveau et du neurone s'en trouve donc bouleversée. L'ouvrage Neurosciences de Dale Purves, G.J. Augustine, D. Fitzpatrick, L. C. Katz, A-S. LaMantia et J. O. McNamara, présente un tel horizon de découvertes non seulement sur la neurochimie mais aussi sur les points évoqués auparavant. Anatomie, production et transmission des signaux nerveux, sensibilité, motricité, développement et plasticité, régulations comportementales et cognitives, tels sont les champs opératoires qui illustrent superbement ce livre sur la structure des fonctions du systèmes nerveux. Tous ces progrès, dont l'énumération ainsi faite est loin d'être exhaustive, figurent parmi les raisons de la solidité des sciences cognitives. Quels que soient leurs choix théoriques et/ou stratégiques dans l'avenir (proche comme lointain), il semble qu'elles aient atteint un point de non-retour. Il est peu vraisemblable qu'un infléchissement remette en cause les acquis comme le statut de ces sciences. Cependant, et c'est ce que nous montre le livre du professeur Jean Delacour — intitulé Une introduction aux neurosciences cognitives —, il n'en va pas de même de leurs rapports mutuels, de leur situation par rapport aux autres branches du savoir, de leur degré de formalisation. Les méthodes des neurosciences cognitives sont souvent complexes et leurs résultats difficiles à évaluer. Jean Delacour se propose alors de clarifier la délimitation de leur champ ainsi que leurs rapports avec les sciences humaines. Car c'est un fait, le statut problématique de ces recherches pose à la philosophie des questions épistémologiques et méthodologiques qui, sans forcément être nouvelles, n'en ont pas moins une acuité et une actualité particulières, notamment par l'intervention de la philosophie dans des travaux qui se veulent fortement appuyés sur l'enquête expérimentale et généralement justiciables d'une évaluation scientifique. C'est ce qui rend cette collection incontournable !

SB.