La poursuite de la découverte de la conscience – dans toutes ses formes possibles

Fin 2005, cinq mois après un accident de voiture, une femme de 23 ans ne répondait pas dans un lit d’hôpital. Elle a subi une grave lésion cérébrale et n’a montré aucun signe de conscience. Mais quand des scientifiques scannant son cerveau lui ont demandé d’imaginer jouer au tennis, quelque chose s’est produit: les zones du cerveau attachées au mouvement ont activé son scan¹.

L’expérience, conçue par le neuroscientifique Adrian Owen et ses collègues, a suggéré que la femme comprenait les instructions et a décidé de coopérer – malgré ne pas réagir. Owen, maintenant à l’Université Western à Londres, au Canada, et ses collègues avaient introduit une nouvelle façon de tester la sensibilisation. Bien que certains tests précédents dépendent de l’observation de l’activité cérébrale générale, cette stratégie réinitialise l’activité directement liée à la commande verbale d’un chercheur.

La stratégie a depuis été appliquée à des centaines de personnes non réagissantes qui révèlent que beaucoup maintiennent une vie intérieure et sont conscientes du monde qui les entoure, du moins dans une certaine mesure. Une étude de 2024 a révélé qu’une personne sur quatre qui n’a pas répondu physiquement². Les tests dépendent des techniques avancées de neuroimagerie, elles sont donc principalement limitées aux paramètres de recherche en raison de leur coût élevé et de l’expertise nécessaire. Mais depuis 2018, les directives médicales ont commencé à recommander à utiliser ces tests dans la pratique clinique³.

Depuis que ces méthodes ont émergé, les scientifiques ont développé des moyens d’examiner les couches de conscience qui sont encore plus cachées. L’effort est élevé. Des dizaines de milliers de personnes du monde entier sont actuellement dans un état soutenu non réagissant. L’évaluation de leur conscience peut guider des décisions de traitement importantes telles que les maintenir sur le soutien à la vie. Des études suggèrent également que les personnes hospitalisées, sans répondre avec des signes cachés de conscience sont plus susceptibles de se remettre que celles sans de tels signes (voir, par exemple, réf. 4).

La nécessité de meilleurs tests de conscience s’étend au-delà des gens. Découvrir la conscience des autres espèces – où il peut avoir des formes très différentes, nous, nous, à comprendre comment ces organismes éprouvent le monde, avec des implications des politiques de bien-être animal. Et les chercheurs discutent activement de savoir si la conscience peut un jour sortir des systèmes d’intelligence artificielle (IA). L’année dernière, un groupe de philosophes et d’informatique a publié un rapport⁵ Les entreprises de l’IA de l’Indresser à commencer à tester leurs systèmes de preuves de sensibilisation et de conçoit des politiques à la façon de traiter les systèmes si cela se produit.

“Ces scénarios, qui étaient auparavant un peu abstraits, deviennent plus urgents et pragmatiques”, explique Anil Seth, neuroscientifique cognitif de l’Université de Sussex près de Brighton, au Royaume-Uni. En avril, Seth et d’autres chercheurs de Durham, en Caroline du Nord, se sont réunis pour une conférence à l’Université Duke pour discuter des tests de conscience chez l’homme (y compris des personnes atteintes de lésions cérébrales ainsi que des fœtus et des nourrissons), d’autres animaux et des systèmes d’IA.

Bien que les chercheurs conviennent qu’il y a beaucoup de marge d’amélioration, beaucoup voient le développement de tests de conscience qui dépendent de l’image de résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et de l’électroencéphalographie (EEG) comme l’un des progrès les plus significatifs du domaine. “Il n’était pas concevable il y a 40 ans que nous aurions un certain nombre de candidats à des moyens pratiques de tester la sensibilisation” chez les personnes non répondantes, explique le neuroscientifique Christof Koch, un chercheur méritant à l’Institut Allen for Brain Science à Seattle, Washington. “C’est de grands progrès.”

Couches de conscience

Les scientifiques ne sont pas d’accord sur ce qu’est vraiment la conscience, même chez l’homme. Mais beaucoup le décrivent comme ayant une vie intérieure ou une expérience subjective. Cela le rend inhérent à un privé: une personne ne peut être sûre de sa propre conscience. Ils peuvent déduire que d’autres sont également conscients sur la base de leur comportement, mais cela ne fonctionne pas toujours chez des personnes qui ont de graves lésions cérébrales ou des troubles neurologiques qui les empêchent de s’exprimer.

Marcello Massimini, neuroscientifique de l’Université de Milan en Italie, compare les évaluations de la sensibilisation dans ces cas difficiles de pelage d’un oignon. La première couche – les évaluations qui sont systématiquement exécutées dans les cliniques – impliquent l’observation d’un comportement externe. Par exemple, un clinicien peut demander à la personne de pousser sa main deux fois ou d’appeler le nom de la personne pour voir s’il tournait la tête contre le son. La capacité de suivre ces commandes indique la conscience. Les cliniciens peuvent également surveiller une personne non réagissante au fil du temps pour découvrir s’ils font des mouvements cohérents et volontaires, tels que clignoter consciemment ou voir dans une direction qui peut leur servir de moyen de communiquer. Les chercheurs utilisent des tests similaires chez les nourrissons à la recherche de la façon dont leurs yeux se déplacent en réponse aux stimuli, par exemple⁶.

Comment vérifie la conscience du contrôle du cerveau? Cette structure cérébrale profonde

Pour quelqu’un qui peut entendre et comprendre les commandes verbales mais qui ne répondent pas à ces tests, la deuxième couche impliquerait d’observer ce qui se passe dans son cerveau après avoir reçu une telle commande, comme avec la femme dans l’expérience de 2005. “Si vous trouvez des activations cérébrales spécifiques à la tâche active, comme l’activation du cortex prémoteur pour jouer au tennis, c’est un indicateur de la présence de conscience aussi bonne que de vous pousser la main”, explique Massimini. Ces personnes sont identifiées comme ayant une dissociation motrice cognitive, un type de conscience cachée.

Mais la barre pour découvrir la sensibilisation à ces tests est trop élevée car elles nécessitent plusieurs minutes de concentration soutenue, explique Nicholas Schiff, neurologue chez Weill Cornell Medicine à New York et co-auteur de l’enquête en 2024² Il a suggéré qu’un quart de personnes non réagissantes puisse être consciente. Cette étude comprenait également un groupe distinct de participants montrant des signes de conscience observables et externes. Parmi eux, seulement 38% ont réussi le test. “Même pour des contrôles sains, l’esprit est de randonnée et de somnolence de gros problèmes”, explique Schiff.

L’évaluation de la sensibilisation à ceux qui ont échoué par de tels tests nécessiteraient de décoller la troisième couche d’oignons, dit Massimini. Dans ces cas, les cliniciens ne demandent pas à la personne de s’engager activement dans un comportement cognitif. “Vous ne présentez que les patients avec des stimuli, puis vous découvrez des activations dans le cerveau”, dit-il.

Dans une étude de 2017, les scientifiques ont joué un clip de 24 secondes du président américain inaugurant de John F. Kennedy⁷. L’équipe a également joué le son pour eux l’inverse. Les deux clips avaient des caractéristiques acoustiques similaires, mais seuls les premiers devaient déclencher des modèles de traitement linguistique dans le cerveau; L’autre a agi comme contrôle. En utilisant l’IRMf, l’expérience a aidé à découvrir la conscience cachée chez quatre personnes sur huit qui n’avaient montré aucun autre signe de compréhension du langage.

La complexité de la mise en œuvre d’une telle approche en dehors du cadre de recherche n’est pas le seul défi. Ces tests nécessitent que les scientifiques sachent quels schémas d’activité cérébrale qui reflètent vraiment la conscience car certains stimuli peuvent induire des réponses cérébrales qui se produisent sans conscience. “Cela se résume pour comprendre quels sont les corrélats neuronaux de la perception consciente”, explique Massimini. “Nous progressons, mais nous ne sommes pas encore d’accord sur ce qu’ils sont.”

Que signifie vraiment la «mort cérébrale»? La lutte pour la façon dont la science définit la fin de la vie

Il y a une quatrième couche de conscience encore plus évasive, dit Massimini – celle que les scientifiques commencent d’abord à explorer. Il peut être possible pour une personne non réagissante de rester consciente même lorsque son cerveau est complètement coupé du monde extérieur, incapable de recevoir ou de traiter des images, des sons, une odeur, un toucher ou d’autres entrées sensorielles⁸. L’expérience pourrait être équivalente à rêver, par exemple, ou à coucher dans un espace complètement sombre et silencieux, incapable de bouger ou de sentir votre corps. Même si vous êtes privé de sensations, votre esprit serait toujours actif et générerait des pensées et des expériences intérieures. Dans ce cas, les scientifiques doivent extraire des signes de conscience uniquement des propriétés du cerveau inhérentes.

Massimini et ses collègues utilisent une procédure appelée stimulation magnétique transkanienne qui utilise des électromagets placés sur la tête comme technique possible pour évaluer la conscience. Après avoir tremblé le cerveau de cette manière, ils mesurent sa réponse en utilisant l’EEG. Chez les personnes en bonne santé, ils observent des réponses complexes, reflétant un riche dialogue entre les zones cérébrales. Cette complexité est quantifiée par une nouvelle métrique qu’ils appellent l’indice de complexité perturbationnelle⁹qui s’est avéré être plus élevé chez les individus éveillés et en bonne santé que pendant le sommeil ou chez les personnes pendant l’anesthésie. Des expériences ont montré que la métrique peut aider à révéler la présence de la conscience, même chez les personnes non réagissantes. Et d’autres scientifiques ont suggéré une version de ce test comme un moyen d’examiner lorsque la conscience se produit chez les fœtus¹⁰.

Massimini et Koch sont, entre autres, les co-fondateurs d’une entreprise appelée forces inhérentes basées à Madison, Wisconsin, visant à développer des outils qui utilisent cette approche pour découvrir la conscience des personnes non réagissantes.

En plus du monde humain

Évaluer la conscience devient plus difficile, que les autres scientifiques s’éloignent de l’esprit humain. Une question est que les animaux non humains ne peuvent pas communiquer leurs expériences subjectives. Une autre est que la conscience dans d’autres espèces peut avoir des formes différentes qui seraient méconnaissables pour l’homme.

Certains tests conçus pour évaluer la conscience des humains peuvent être essayés chez d’autres espèces. Les chercheurs ont utilisé l’indice de complexité perturbationnelle chez le rat et trouvé des modèles similaires à ceux observés chez l’homme, par exemple¹¹. Mais les tests plus typiques reposent sur des expériences à la recherche d’un comportement qui suggère la capacité de visibilité à avoir une expérience immédiate des émotions et des sensations, y compris la douleur. La sensibilité, que certains scientifiques considèrent comme un fondement à la conscience, ne nécessite pas la capacité de réfléchir à ces sentiments.

Dans une expérience, le calmar a constamment évité une chambre qu’ils ont rencontrée après avoir reçu un stimulus douloureux, malgré avoir préféré cette chambre¹². Lorsque ces animaux avaient par la suite un anesthésie pour soulager la douleur, ils ont plutôt choisi de passer du temps dans la chambre où ils ont été placés après avoir reçu le médicament. Ce comportement suggère que ces animaux ressentent non seulement des douleurs immédiates, mais aussi le trouble continu qui y est associé et qu’ils se souviennent et agissent pour éviter cette expérience.

Des résultats comme ceux-ci sont déjà des formes de politique de bien-être animal, explique le philosophe Jonathan Birch, directeur du Jeremy Coler Center for Animal Senientime à la London School of Economics and Political Science, au Royaume-Uni. Un examen indépendant des preuves de sentiments chez des animaux tels que les calmars, les crabes et les homards, dirigés par Bjørk, a contribué à ces espèces Obtient une plus grande protection Parallèlement à tous les vertébrés en 2022 selon la British Animal Welfare Act.

Et l’année dernière, des dizaines de chercheurs ont signé une déclaration selon laquelle il y a “un fort soutien scientifique” à la conscience d’autres mammifères et oiseaux, et “au moins une option réaliste” pour la conscience dans tous les vertébrés, y compris les reptiles et les poissons, ainsi que dans de nombreux invertébrés, tels que les mollusques et les insectes.

Les chercheurs appellent maintenant à une pensée sérieuse pour savoir si certains matériaux biologiques, tels que les organoïdes cérébraux, peuvent devenir conscients, ainsi que à quoi peut ressembler à la machine.

“S’il s’agit du jour où ces systèmes deviennent conscients, je pense qu’il est dans notre intérêt de savoir”, explique Liad Mudrik, neuroscientifique à l’Université de Tel Aviv en Israël.

Les cerveaux cultivés en laboratoire peuvent-ils devenir conscients?