Lead
Comment l'activité de neurones dans notre cerveau peut elle générer une expérience consciente du monde qui nous entoure? Une des approche scientifique à cette question consiste à comparer l'activité cérébrale corrélée à la perception consciente d'un stimulus (visuel, auditif, tactile... ) avec l'activité observée lorsque le même stimulus n'est pas perçu. Cette approche a permis d'isoler des régions du cerveau qui sont plus active quand un stimulus est perçu consciemment. Cependant ces études se sont principalement concentrée sur le cortex cérébral, la couche superficielle de matière grise du cerveau. Dans ce projet de recherche, nous étudierons la contribution des structures cérébrales sous-corticales à la conscience perceptuelle humaine, premièrement en enregistrant des neurones uniques lors de chirurgies de stimulation cérébrale profonde et deuxièmement, en stimulant électriquement lesdites structures tout en observant de possibles changements de la perception.

Lay summary

Contenu et objectifs du travail de recherche
Ce projet se compose de deux études de détection tactile au seuil de la perception. Pour cela, nous appliquons de faibles vibration sur la paume de la main à l'aide d'un stimulateur vibrotactile. L'intensité est maintenue au seuil de la perception par une procédure adaptative qui converge vers un nombre égal de stimuli perçus et non-perçus.

Dans la première étude, nous procédons à cette manipulation expérimentale pendant la procédure chirurgicale d'implentation d'électrodes de stimulation cérébrale profonde. Cette procédure a pour but de stimuler des régions sous-corticales pour améliorer les syndromes de la maladie de Parkison, des tremblements essentiels ou encore des troubles obsessionnels compulsifs. Pour cela, la position de l'électrode durant la chirurgie est vérifiée par un spécialiste qui reconnait la région cérébrale traversée par l'électrode en écoutant le bruit des neurones (i.e. par sonication de leur signal électrophysiologique). Puisque le patient doit être éveillé, cela nous permet de conduire de courtes expériences scientifiques additionnelles tout en allongeant seulement de peu la procédure clinique nécessaire. Ainsi, nous avons l'opportunité rare de contraster l'activité de neurones uniques de régions sous-corticales du cerveau humain lors des essais perçus et non-perçus.

Ces données cependant sont corrélationnelles, c'est-à-dire que nous ne pouvons distinguer l'activité de neurone nécessaire à la perception consciente de l'activité engendrée par la perception. Pour distinguer le rôle des régions sous-corticale dans la perception consciente, nous prévoyons donc dans une deuxième étude, de comparer la perception de patient implantés dans ces régions lorsque les électrodes sont actives (et donc la région est rendue moins active) et lorsque les électrodes sont désactivées (et donc la région est plus active).

Contexte scientifique et social du projet de recherche
Ce projet relève principalement de la recherche fondamentale en permettant une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux liés à la conscience. Cependant, comme la stimulation cérébrale profonde est utilisée cliniquement pour traiter des maladies (telles que la maladie de Parkinson, les tremblements essentiels, ou encore les troubles obsessionnels compulsifs), l'approche quantitative de ce projet permettra également une meilleure compréhension des effets secondaires de la stimulation cérébrale profonde.