Position du problème



Il existe à l'heure actuelle différentes modalités d'imagerie qui reposent sur des bases physiologiques différentes (la MEG et l'EEG mesurent les activités électriques des colonnes de neurones, alors que les autres modalités, PET, SPECT, IRM, mesurent des paramètres lies au métabolisme des zones activées du cerveau) et utilisent des signaux dont la nature physique est différente.

Il est pratique de classer ces différentes méthodologies d'imagerie cérébrale en fonction de la nature du phénomène physique mesuré. C'est ainsi que l'on distingue :

Ces modalités d'imagerie possèdent des résolutions spatiales et temporelles différentes : la MEG et l'EEG, qui ont des résolutions temporelles de l'ordre de la milliseconde, sont les seules imageries à pouvoir suivre en temps réel les phénomènes d'activation et à donner ainsi accès à l'électrophysiologie cérébrale. Ces méthodes d'imagerie ne permettent cependant pas, à l'heure actuelle, la localisation précise des aires activées.

Les méthodes d'imagerie métabolique (PET, SPECT, IRM) qui possèdent, au contraire, une bonne résolution spatiale (de l'ordre de quelques mm) ont des résolutions temporelles beaucoup plus limitées qui peuvent atteindre la seconde. Il est donc fondamental de pouvoir comparer les résultats issus de ces différentes méthodes d'imagerie.


Cependant, tout cela ne peut être mené à bien qu'en faisant collaborer des spécialistes du traitement du signal et de l'image, des neurobiologistes, spécialistes de l'imagerie et de l'exploration anatomique et fonctionnelle du cerveau, et des "cognitivistes" (psychologues, linguistes, neuropsychologues, neurolinguistes, etc. ) qui maîtrisent et proposent des modèles cognitifs d'interprétation des phénomènes cognitifs. En d'autres termes, l'apport de l'imagerie cérébrale aux sciences cognitives repose sur trois types compétences, celles de ceux qui sont chargés d'acquérir les images, celles de ceux qui les traitent et celles de ceux qui les interprètent à l'aide de modèles cognitifs et/ou de modèles fonctionnels proches des structures anatomiques.

Les premiers, que l'on appelle parfois les "imageurs" sont des neurobiologistes ou des neuroradiologues spécialistes des outils d'imagerie : il n'ont pas nécessairement une approche cognitive des phénomènes. Les seconds sont des informaticiens ou des automaticiens spécialistes du traitement du signal et de l'image ; ils n'ont pas nécessairement, eux non plus une perception cognitive des phénomènes. En revanche, les troisièmes sont des spécialistes des sciences cognitives ; ce sont par exemple des psychologues spécialistes de psychologie cognitive, des neuropsychologues, des neurolinguistes ou des linguistes cognitivistes, qui cherchent à confronter leurs modèles cognitifs à la réalité des structures neurales telle qu'elle nous apparaît grâce aux nouveaux outils d'imagerie cérébrale.

Ce rapport se propose d'examiner les possibilités de collaborations entre ces différentes communautés scientifiques dans le cadre du GIS Sciences de la Cognition. Et ce, d'autant plus que, selon des avis autorisés, l'incidence de l'imagerie cérébrale sera déterminante pour l'avenir des sciences cognitives dans la mesure où elle devrait permettre de localiser, avec précision, les sites probables des traitements impliqués dans les opérations cognitives, et d'élucider leur déroulement.

Dans ce cadre, plusieurs questions ont été posées par le GIS Sciences de la Cognition. Ces questions portent sur la mise en chantier de plusieurs projets scientifiques. En effet, il apparaît aujourd'hui que la crédibilité des sciences cognitives dépendra à terme des résultats qui seront susceptibles d'être obtenus. Le GIS Sciences de la Cognition aimerait donc savoir s'il serait possible de lancer un, deux ou trois projets scientifiques qui fassent collaborer quelques équipes d'horizons scientifiques différents et qui aient des chances raisonnables d'aboutir à des résultats tangibles à moyen terme. Le GIS souhaiterait avoir des informations sur la viabilité de tels projets, sur les équipes pouvant être impliquées, sur les moyens nécessaires, et sur l'impact de ces travaux dans le contexte international.

À cet égard, notons que toutes ces techniques ont, semble-t-il, déjà permis de réaliser des progrès considérables dans la connaissance du fonctionnement du cerveau. Les conclusions de plusieurs groupes d'experts laissent penser qu'elles devraient être d'un grand apport dans le champ des sciences cognitives. On pourra lire à ce propos le rapport rédigé par comité de suivi qui a fait suite au grand colloque de prospective organisé par A. Berthoz en 1993 et consulter les conclusions de l'action concertée "Sciences de la cognition", menée conjointement par le Ministère de la Recherche et de la Technologie et par le Ministère de l'éducation nationale, de 1989 à 1992, et placée sous la présidence de Jean-Pierre Changeux. Plus précisément, il apparaît que, dans le domaine des sciences cognitives, on souhaite tirer profit de toutes ces méthodes d'imagerie pour pouvoir en déduire un maximum d'informations spatio-temporelles sur les processus cérébraux.

À cet égard, notons que cette approche n'est pas proprement "phrénologique", quoiqu'en disent certains. En effet, elle ne vise pas simplement à localiser spatialement les fonctions cérébrales ; elle permet aussi de dissocier des processus neuropsychologiques ou neurolinguistiques sur la fois de mesure physiques et physiologiques précises, et sans égard à leur localisation cérébrale. En d'autres termes, les techniques d'imagerie indiquent si deux actions sont effectivement semblables ou différentes du point de vue neurologique.

Par ailleurs, cette approche n'épuise ni l'ensemble des approches du cerveau, ni l'ensemble de la cognition. Il n'est aucunement question de réduire les neurosciences cognitives, la neuropsychologie ou la neurolinguistique à l'imagerie cérébrale, ou même d'en faire un point de passage obligé pour toutes ces disciplines. Il n'est aucunement question, non plus, de réduire les problématiques scientifiques à des questions d'ordre strictement technique, tout au moins si l'on donne à la technique le sens péjoratif de "tour de main" qu'elle reçoit généralement dans notre pays.

En revanche, compte tenu de l'importance que prennent actuellement ces techniques dans l'arsenal des neurosciences et, conséquemment, dans l'arsenal des sciences cognitives, tant en France qu'à l'étranger, il nous semble difficile, dans le cadre du GIS Sciences de la cognition d'ignorer cet aspect des recherches contemporaines.
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