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Comment savoir si une personne est consciente ou non quand elle ne peut pas communiquer avec autrui? Une méthode consistant à analyser l'activité électrique du cerveau juste après une stimulation magnétique a fait ses preuves.

Christof Koch
© Ashley Mackenzie

Je suis mort à maintes reprises. Chaque soir lorsque, rompu de fatigue, je m'assoupis, ma conscience s'éteint. Je ne ressens plus rien jusqu'à ce que je me réveille à l'intérieur de mon corps endormi –dans un rêve déconnecté du monde extérieur. Ou jusqu'au matin suivant quand, de retour dans le monde réel, ma conscience émerge à nouveau.

La vie quotidienne est pleine d'expériences similaires. Enfant, j'ai subi une appendicectomie sous anesthésie: ma conscience a été interrompue, puis restaurée après l'opération. Dans un vague souvenir remontant à l'adolescence, je me revois sur le siège arrière d'une Renault qui descend une avenue bordée d'arbres, en Afrique du Nord. Soudain, le décor change. Je suis toujours dans cette même rue, mais j'observe la scène depuis le sol. La voiture avait heurté un arbre, ce qui m'a éjecté sur le pavé, et je m'étais évanoui.

Nombre d'entre vous ont connu des pertes de conscience similaires. Nous sommes tous habitués au cycle circadien d'éveil, de sommeil et de rêve. Mais pour certains patients atteints d'un traumatisme crânien, l'expérience est tout autre: la conscience s'enfuit pendant des jours, des semaines, voire des années.

En pratique, un médecin peut avoir des difficultés à déterminer si quelqu'un est profondément endormi, sous anesthésie ou souffrant d'une grave lésion au cerveau. Une personne allongée les yeux ouverts ressent-elle quelque chose, quelle qu'en soit la nature, ou sa conscience a-t-elle pris le large?

Idéalement, il faudrait un outil de mesure de la conscience pour répondre à ces questions. À première vue, l'idée d'un équivalent, pour la conscience, du tensiomètre peut sembler absurde. Mais le développement de plusieurs techniques ces dernières années a ouvert de réelles perspectives d'obtenir des détecteurs répondant aux critères recherchés: des appareils utilisables en médecine et en recherche pour déterminer si une personne ressent quelque chose. Un tel outil aiderait aussi les médecins et les familles concernées à décider de la prise en charge de dizaines de milliers de patients incapables de communiquer.

Envisager le développement d'un outil de mesure de la conscience requiert de s'intéresser aux dynamiques internes de notre vie mentale. Cette activité fluctue en quelques fractions de seconde, ce qui impose de mesurer les signaux cérébraux sur une échelle de temps similaire. L'outil physiologique le plus important pour évaluer la conscience à partir de l'exploration du cerveau a été, et continue d'être, l'électroencéphalographie, ou EEG.

C'est un psychiatre allemand qui, dans l'entre-deux-guerres, a développé cette technique. Hans Berger a consacré sa vie à rechercher le lien entre l'expérience subjective et l'activité du cerveau. En1924, il enregistra pour la première fois les ondes cérébrales d'un patient –des travaux qu'il publia en1929. L'EEG est ensuite peu à peu devenue l'outil fondamental de tout un domaine médical, la neurophysiologie clinique.

Bien sûr, l'EEG n'est pas le seul moyen d'enregistrer l'activité cérébrale. Les outils les plus répandus mesurent les dynamiques du flux sanguin à l'intérieur du cerveau à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) ou détectent, par magnétoencéphalographie, le champ magnétique induit par l'activité électrique des neurones. Mais ces instruments, de même que des techniques plus récentes comme la spectroscopie dans l'infrarouge proche, ne sont pas encore exploitables en routine à l'hôpital à cause de diverses difficultés méthodologiques et pratiques.

Enregistrer les ondes cérébrales

L'EEG mesure les minuscules fluctuations de potentiel électrique (de 10 à 100microvolts) qu'engendre l'activité électrique à travers le néocortex, la surface externe du cerveau responsable de la perception, de l'action, de la mémoire et de la pensée. Les principaux contributeurs de l'activité électrique collective qui, pense-t-on, produit les signaux enregistrés sont les neurones pyramidaux du cortex, nommés ainsi à cause de leur forme tétraédrique. On déduit indirectement la contribution de structures plus profondes, telles que le thalamus, à travers leur action sur les cellules corticales.

La technique, non invasive, fonctionne au moyen d'électrodes placées sur le cuir chevelu. Avec l'apparition des systèmes d'EEG à haute densité (comportant jusqu'à 256électrodes), les cartes montrant la distribution de l'activité électrique da...

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Christof Koch est professeur à l'Institut de technologie de Californie (Caltech) et directeur scientifique de l'Institut Allen pour les sciences du cerveau, à Seattle, aux états-Unis.

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