Le cerveau divise la vision entre ses deux hémisphères – ce qui est à votre gauche est traité par votre hémisphère droit et vice versa, mais votre expérience avec chaque vélo ou oiseau que vous voyez passer est transparente. Une nouvelle étude de neuroscientifiques révèle comment le cerveau gère cette transition.
Il est surprenant pour certaines personnes d’entendre qu’il y a une certaine indépendance entre les hémisphères, car cela ne correspond pas vraiment à la façon dont nous percevons la réalité. Dans notre conscience, tout semble unifié.
Il y a des avantages à traiter séparément la vision de chaque côté du cerveau, y compris la capacité de garder une trace de plus de choses à la fois. Cependant, les neuroscientifiques étaient impatients de comprendre pleinement comment la perception semble finalement si unifiée.
L’équipe de recherche a mesuré l’activité neuronale dans le cerveau des animaux alors qu’ils suivaient des objets traversant leur champ de vision. Les résultats révèlent que différentes fréquences d’ondes cérébrales codent puis transfèrent des informations d’un hémisphère à l’autre avant le passage à niveau, puis maintiennent la représentation de l’objet dans les deux hémisphères jusqu’à la fin du passage à niveau. Le processus est analogue à la façon dont les coureurs de relais transmettent un bâton, comment un enfant oscille d’une barre de singe à l’autre, et comment les tours de téléphone portable passent un appel de l’un à l’autre alors qu’un passager de train se déplace dans leur zone. Dans tous les cas, les tours ou les mains détiennent activement ce qui est transféré jusqu’à ce que le transfert soit confirmé.
Pour mener cette étude, publiée dans le Journal of Neuroscience, les chercheurs ont mesuré à la fois l’activité électrique des neurones individuels et les différentes fréquences des ondes cérébrales qui émergent de l’activité coordonnée de nombreux neurones. Ils ont étudié le cortex préfrontal dorsal et ventrolatéral dans les deux hémisphères, zones cérébrales associées aux fonctions cérébrales exécutives.
Les fluctuations de puissance des fréquences des vagues dans chaque hémisphère ont révélé comment le cerveau a transféré les informations de “l’envoi” à l’hémisphère “récepteur” chaque fois qu’un objet cible a traversé le milieu de son champ de vision. Dans les expériences, la cible était accompagnée d’un objet distracteur de l’autre côté de l’écran pour confirmer que les sujets prêtaient consciemment l’attention au mouvement de l’objet cible et pas seulement en jetant un coup d’œil sans discrimination à tout ce qui apparaissait sur l’écran.
Les ondes “gamma” les plus élevées, qui codent les informations sensorielles, ont culminé dans les deux hémisphères lorsque les sujets ont regardé l’écran et à nouveau lorsque les deux objets sont apparus. Lorsqu’un changement de couleur a signalé quel objet était la cible à suivre, l’augmentation gamma n’était évidente que dans l’hémisphère “Envoi”, comme prévu. Pendant ce temps, la puissance des ondes “bêta” de fréquence quelque peu plus basse, qui régulent l’activité des ondes gamma, variait inversement avec les ondes gamma. Ces dynamiques de codage sensoriel étaient plus fortes dans les emplacements ventrolatéraux par rapport aux emplacements dorsolatéraux.
Deux bandes distinctes d’ondes à faible fréquence ont montré une plus grande puissance dans les emplacements dorsolatéraux à des moments clés liés à la réalisation du transfert. Environ un quart de seconde avant qu’un objet cible ne traverse le milieu du champ de vision, les vagues “Alpha” se sont accélérées dans les deux hémisphères puis ont culminé juste après la traversée de l’objet. Pendant ce temps, les vagues de la bande “Theta” ont culminé une fois la traversée terminée, uniquement dans l’hémisphère “récepteur”.
Accompagnant le schéma des pics d’onde, les données de l’activité neuronale ont montré comment la représentation du cerveau de l’emplacement de la cible a évolué. En utilisant un logiciel de décodage, les chercheurs ont pu voir la représentation cible émerger dans l’emplacement ventrolatéral de l’hémisphère d’envoi lorsqu’il a été initialement signalé par le changement de couleur. Ensuite, ils ont pu voir que lorsque la cible approchait du milieu du champ de vision, l’hémisphère récepteur a rejoint l’hémisphère d’envoi en représentant l’objet, de sorte qu’ils ont tous deux codé les informations pendant le transfert.
Dans l’ensemble, les résultats ont montré qu’après que l’hémisphère d’envoi a initialement codé la cible avec une interaction ventrolatérale d’ondes bêta et gamma, une augmentation dorsolatérale des ondes alpha a provoqué le codage de l’hémisphère récepteur de l’information cible. Alpha a culminé juste après que la cible ait traversé le milieu du champ de vision, et lorsque le transfert a été terminé, Thêta a culminé dans l’hémisphère de réception comme pour dire: “Je l’ai compris.”
Dans les essais où la cible n’a jamais franchi le milieu du champ de vision, ces dynamiques de transfert n’étaient pas apparentes.
L’étude montre que le cerveau ne suit pas simplement les objets dans un hémisphère, puis les ramasse à nouveau lorsqu’ils entrent dans le champ de vision de l’autre hémisphère.
“Ces résultats suggèrent qu’il existe des mécanismes actifs qui transfèrent des informations entre les hémisphères cérébraux”, ont écrit les auteurs. “Le cerveau semble anticiper le transfert et reconnaître son achèvement.”
Ils notent également que le système de coordination interhémisphérique peut parfois sembler se décomposer dans certaines conditions neurologiques, notamment la schizophrénie, l’autisme, la dépression, la dyslexie et la sclérose en plaques. La nouvelle étude peut donner un aperçu de la dynamique spécifique nécessaire pour réussir.
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