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lundi 19 décembre 2016

Hallucinations : comment notre cerveau invente la réalité qui nous entoure

Courrier international : Sciences & techno Helen Thomson  16/12/2016



Série “Diana”, illustrations de Julia Geiser, Suisse

Parole des dieux, stigmates d’un cerveau malade ou effet psychotrope ? Les hallucinations sont beaucoup plus courantes qu’on ne le pense. Elles nous permettent de donner du sens au monde et sont peut-être la substance même de notre réalité, avancent certains neuroscientifiques.
Avinash Aujayeb avançait seul sur un immense glacier blanc du Karakoram, l’un des massifs montagneux qui bordent le plateau de l’Himalaya, surnommé “le toit du monde”. Il marchait depuis plusieurs heures mais le paysage silencieux ne lui offrait pas beaucoup d’indices attestant qu’il progressait. Soudain, tout se mit à bouger autour de lui. Un immense rocher couvert de glace lui semblait extrêmement proche à un moment et désespérément loin l’instant d’après. Le phénomène persistant, il se demanda si sa vue ne lui jouait pas des tours. Il n’était même pas sûr d’être toujours en vie.
Avinash Aujayeb, qui est médecin, évalua ses fonctions vitales. Tout semblait normal : il n’était pas déshydraté et n’avait pas le mal des montagnes. Pourtant la vaste étendue de glace continuait à se modifier sous ses yeux. Ce n’est que lorsqu’il rejoignit l’un de ses compagnons de trek qu’il réussit à se convaincre qu’il n’était pas mort.

Des hallucinations dans un esprit sain
Les recherches menées ces dernières années ont montré que les hallucinations sont bien plus que le symptôme bizarre d’une maladie mentale ou l’effet de substances psychotropes. Leur apparition dans des esprits sains a permis de mieux comprendre comment le cerveau s’y prend pour créer un monde qui n’existe pas. Le plus surprenant, peut-être, est leur rôle dans notre perception du monde réel. Les scientifiques qui étudient le fonctionnement du cerveau commencent même à se demander si les hallucinations ne constituent pas l’étoffe de notre réalité.

Les hallucinations sont des sensations qui sont perçues comme réelles mais ne sont provoquées par aucun élément de notre environnement extérieur. Elles peuvent être visuelles mais aussi auditives, olfactives et même tactiles. Il est difficile d’imaginer combien elles peuvent sembler réelles si on n’en a jamais vécu. Sylvia, par exemple, a eu des hallucinations musicales pendant plusieurs années. Elle explique que ce n’est pas comme lorsqu’on imagine une mélodie dans sa tête mais que c’est plutôt comme “écouter la radio”.

Il existe des preuves de l’impression d’authenticité de ces expériences. En 1998, des chercheurs du King’s College, à Londres, ont scanné le cerveau de personnes sujettes à des hallucinations visuelles. Ils ont découvert que les zones activées lorsque ces personnes hallucinaient étaient aussi activées lorsqu’elles étaient en présence d’une version réelle, en image, de leur hallucination. Chez les sujets qui voyaient des visages, par exemple, c’était le gyrus fusiforme [circonvolutions du cerveau situées dans les lobes temporaux], qui contient des cellules spécialisées dans la reconnaissance des visages, qui devenait actif. Le phénomène se vérifiait également chez les sujets qui voyaient des couleurs ou des mots. C’était la première preuve concrète que les hallucinations appartiennent moins au domaine de l’imagination qu’à celui des perceptions réelles.
Messages des dieux et perte de sens
Leur nature si convaincante contribue à expliquer les significations qui ont pu être attribuées aux hallucinations – elles ont même été considérées comme des messages des dieux. Mais lorsqu’il s’est avéré qu’elles pouvaient être le symptôme de maladies mentales telles que la schizophrénie, elles ont commencé à susciter de plus en plus de suspicion. On sait aujourd’hui qu’elles peuvent survenir chez des personnes en parfaite santé mentale. La probabilité d’en avoir augmente après soixante ans. Cinq pour cent d’entre nous vivront une ou plusieurs hallucinations au cours de leur vie. Beaucoup de gens entendent des sons ou voient des formes au moment de l’endormissement ou du réveil. Après un deuil, il est fréquent d’avoir l’impression de voir le défunt. Mais les hallucinations qui révèlent le plus de choses sur le fonctionnement du cerveau sont celles qui surviennent chez les personnes ayant récemment perdu l’un de leurs sens.
​Série “Diana”, illustrations de Julia Geiser, Suisse
​Série “Diana”, illustrations de Julia Geiser, Suisse
J’ai pu moi-même le constater. À 87 ans, ma grand-mère a commencé à avoir des hallucinations lorsque sa vue, qui était déjà mauvaise, a empiré à cause de la cataracte. Ses premiers visiteurs ont été des femmes habillées à la mode victorienne, puis de jeunes enfants. Elle avait ce que l’on a appelé le syndrome de Charles Bonnet, du nom d’un scientifique suisse du début du XVIIIe siècle qui a été le premier à décrire ce type d’hallucinations observées chez son grand-père, dont la vue déclinait. Un jour, alors que le vieil homme était assis à bavarder avec ses petites-filles, il vit apparaître deux hommes enveloppés dans de magnifiques capes rouge et gris. Lorsqu’il demanda pourquoi personne ne l’avait prévenu de leur arrivée, il découvrit qu’il était le seul à pouvoir les voir.
Le cas de Sylvia est similaire. Après une infection de l’oreille ayant provoqué une surdité partielle, elle a commencé à entendre un son similaire à celui que produirait le croisement d’une flûte en bois et d’une cloche. Au début, c’était simplement quelques notes qui se répétaient sans cesse. Puis il y a eu des mélodies entières. “On s’attendrait à entendre un son que l’on reconnaisse, peut-être du piano ou de la trompette, mais ça ne ressemble à rien que je connaisse dans la vraie vie”, explique-t-elle.
Le cerveau confronté à l’inactivité
Max Livesey avait plus de 70 ans lorsque la maladie de Parkinson a détruit chez lui les nerfs qui acheminent les informations depuis le nez jusqu’au cerveau. Bien qu’ayant perdu l’odorat, il a un beau jour senti une odeur de feuilles en train de brûler. Les odeurs sont devenues de plus en plus fortes au fil du temps, allant du bois brûlé à un horrible relent d’oignon. “Lorsqu’elles sont vraiment très puissantes, ça ressemble à des odeurs d’excrément”, précise-t-il. Il lui arrive parfois d’en avoir les yeux qui piquent.
La perte d’un sens n’a pas besoin d’être irréversible pour que les hallucinations surviennent. Avinash Aujayeb était en parfaite santé quand il a fait son trek dans l’Himalaya. “J’avais l’impression d’être immense, le sol était loin de mes yeux, raconte-t-il. C’était comme si je regardais le monde par-dessus ma propre épaule.” Le phénomène a persisté pendant neuf heures et a disparu après une bonne nuit de sommeil.
Nous sommes tous susceptibles d’halluciner lorsque nos sens sont diminués. Une simple technique de privation visuelle de trente à quarante-cinq minutes peut suffire pour en faire l’expérience (voir l’encadré “La perception ping-pong”)Jirí Wackermann, de l’Institut pour les zones frontières de la psychologie et de la santé mentale () à Fribourg, en Allemagne, a utilisé cette méthode dans le cadre d’une étude. Un volontaire a vu un cheval en train de sauter ; un autre, une sorte de mannequin effrayant : “Il était tout en noir, a-t-il raconté, avec une longue tête étroite, des épaules larges et des bras très longs.”

Mais pourquoi l’affaiblissement d’une capacité sensorielle provoque-il l’apparition d’une image, d’un son ou d’une odeur qui n’existent pas ? “Il semblerait que le cerveau ne supporte pas l’inactivité”, m’a répondu Oliver Sacks [célèbre neurologue et écrivain britannique, décédé en 2015] lorsque je lui ai posé la question en 2014. “Apparemment, le cerveau répond à la diminution du flux d’informations sensorielles en fabriquant des sensations autonomes qu’il choisit lui-même.” Ce phénomène a été décrit peu après la Seconde Guerre mondiale, a précisé Oliver Sacks, lorsqu’on a constaté que les aviateurs qui volaient à haute altitude dans un ciel monotone et les chauffeurs de camion qui roulaient sur de longues routes désertes étaient sujets aux hallucinations.

Les chercheurs pensent aujourd’hui que ces illusions permettent d’avoir un aperçu de la façon dont notre cerveau rassemble les morceaux de la réalité, ou du moins ce que nous en percevons. Bien qu’il soit bombardé de plusieurs milliers de sensations par seconde, il est très rare qu’il interrompe notre flux régulier de conscience. Lorsque vous clignez des yeux, le monde autour de vous ne disparaît pas. De même, vous ne prêtez pas attention au bourdonnement de la circulation à l’extérieur ni à ces chaussettes qui vous serrent les pieds. En tout cas, vous ne les remarquiez pas avant que je vous en parle. Traiter toutes ces informations sans relâche serait un mode de fonctionnement des plus inefficaces (voir l’encadré “Remplir les trous”). Alors le cerveau prend quelques raccourcis.
​Série “Diana”, illustrations de Julia Geiser, Suisse
​Série “Diana”, illustrations de Julia Geiser, Suisse

Signaux perçus vs. prédictions 
Prenons l’exemple du son. Les ondes sonores entrent dans l’oreille et sont transmises au cortex auditif primaire qui traite les éléments de base, comme les motifs et la tonalité. Les informations sont ensuite transmises aux aires corticales supérieures, qui traitent les caractéristiques plus complexes comme la mélodie et les changements de clé. Mais au lieu de faire remonter tous les détails, le cerveau associe les signaux sonores qu’il perçoit à ceux qu’il a déjà entendus auparavant, afin de générer une prédiction de ce qui est en train de se passer. Lorsque vous entendez les premières notes d’un air familier, vous vous attendez à entendre la suite. Cette prédiction part dans les régions sous-corticales où elle est comparée aux signaux entrants ainsi que dans les lobes frontaux qui, eux, procèdent à une sorte de confrontation de cette prédiction avec la réalité juste avant qu’elle ne passe dans notre conscience. Ce n’est que lorsqu’une prédiction est inexacte qu’un signal est transmis aux zones chargées des fonctions supérieures, qui ajusteront leurs prédictions futures en fonction des nouveaux paramètres.
Vous pouvez en faire l’expérience vous-même. Anil Seth, chercheur en neurosciences cognitives et computationnelles à l’université du Sussex, en Grande-Bretagne, suggère par exemple d’écouter les ondes sinusoïdales générées par une personne en train de parler (en gros la version dégradée d’un enregistrement vocal). La première fois, vous n’entendrez qu’une cacophonie de bips et de sifflements. Mais si vous écoutez l’enregistrement original et que vous revenez à la version dégradée, vous serez soudain capable de comprendre ce qui est dit. La seule chose qui a changé, c’est ce à quoi votre cerveau s’attendait. Cela signifie qu’il dispose maintenant de meilleures informations sur lesquelles s’appuyer pour élaborer des prédictions. “Notre réalité est en fait une hallucination contrôlée où nos sens sont les maîtres”, expose Seth.
Cette idée concorde avec ce que vit Sylvia. Elle est presque sourde mais entend encore quelques sons. Elle a découvert qu’écouter les concertos de Bach qu’elle connaît bien faisait disparaître ses hallucinations. Timothy Griffiths, chercheur en neurosciences cognitives à l’université de Newcastle, en Grande-Bretagne, a scanné le cerveau de Sylvia avant qu’elle écoute Bach, puis pendant et après, et il lui a demandé de noter l’intensité de ses hallucinations à chaque fois. Elles étaient à leur niveau le plus faible juste après l’écoute de la vraie musique puis commençaient à devenir de plus en plus fortes jusqu’à ce qu’on lui passe l’extrait suivant. Les images du scanner ont montré que lorsqu’elle hallucine, les zones supérieures de son cerveau, qui traitent les mélodies et les suites de tons, communiquent les unes avec les autres. Mais comme Sylvia a perdu une grande partie de son audition, ces zones ne sont pas limitées par les sons bien réels qui entrent par les oreilles. Les hallucinations de Sylvia sont la meilleure hypothèse du cerveau sur la nature du monde qui l’entoure.
L’idée que les hallucinations sont des prédictions erronées du cerveau a également été mise à l’épreuve au cours d’expériences menées dans une chambre anéchoïque, un endroit où l’on n’entend aucun son. Le lieu le plus silencieux de la planète est une pièce de ce type dans les laboratoires Orfield, à Minneapolis, dans le Minnesota. Lorsque vous êtes à l’intérieur, vous entendez vos globes oculaires bouger. Les gens commencent généralement à halluciner dans les vingt minutes suivant la fermeture de la porte. Mais qu’est-ce qui déclenche le phénomène ?
Rapport à la maladie mentale
Il y a deux possibilités. La première est que les aires sensorielles du cerveau ont parfois une activité spontanée, et que celle-ci est habituellement supprimée et corrigée par les vraies informations sensorielles provenant du monde extérieur. Dans le silence de mort d’une chambre anéchoïque, il se peut que le cerveau génère des prédictions à partir de cette activité spontanée. Il se peut également, et c’est la deuxième hypothèse selon Oliver Mason, de l’University College de Londres (), que le cerveau n’interprète pas correctement les sons produits à l’intérieur du corps. Le bruit de la circulation du sang dans les oreilles n’est pas une chose que l’on a l’habitude d’entendre, et il est possible qu’il soit interprété comme provenant de l’extérieur. “Lorsqu’on donne une signification à un son, on a une graine, un point de départ à partir duquel une hallucination peut être fabriquée”, explique Oliver Mason. Tout le monde ne réagit pas de la même façon dans une chambre anéchoïque. Certaines personnes n’ont pas du tout d’hallucinations. D’autres en ont mais se rendent compte que c’est leur esprit qui leur joue des tours. “Certains ressortent et disent : ‘Je suis sûr que vous diffusiez des sons là-dedans’, raconte le chercheur.
​Série “Diana”, illustrations de Julia Geiser, Suisse
​Série “Diana”, illustrations de Julia Geiser, Suisse
Comprendre pourquoi la privation d’un sens entraîne une telle différence dans les réactions pourrait expliquer pourquoi certaines personnes sont plus sujettes que d’autres aux hallucinations et autres formes de délire associées à la maladie mentale. On sait que les signaux électriques qui circulent dans le cerveau sont soit inhibants, soit excitants, c’est-à-dire que soit ils suppriment soit ils stimulent l’activité des neurones. Dans des expériences menées récemment, Oliver Mason et son équipe ont scanné le cerveau de volontaires assis dans une chambre anéchoïque pendant vingt-cinq minutes. Ceux qui avaient le plus de sensations hallucinatoires étaient ceux qui avaient les plus faibles niveaux d’activité inhibitrice dans le cerveau. Une moindre inhibition augmente peut-être les chances que des signaux sans importance deviennent tout à coup significatifs, suppose le scientifique.
Les schizophrènes montrent souvent une suractivité du cortex sensoriel mais de mauvaises connexions entre cette zone et le lobe frontal. Le cerveau fait donc beaucoup de prédictions qui ne sont pas confrontées à la réalité avant de passer dans le champ de la conscience, explique Flavie Waters, chercheuse en neurosciences cliniques à l’université d’Australie-Occidentale, à Perth. Dans des pathologies comme le syndrome de Charles Bonnet, c’est la sous-activité dans le cortex sensoriel qui pousse le cerveau à remplir les trous, et il n’y a pas d’informations sensorielles réelles pour l’aider à corriger son cheminement. Dans les deux cas, poursuit Flavie Waters, le cerveau se met à s’écouter lui-même au lieu d’être à l’écoute du monde extérieur. Les hallucinations provoquées par certaines drogues à usage “récréatif” s’expliqueraient à peu près de la même manière (Voir l’encadré “Sous influence”).
Piste dans le traitement de la schizophrénie
Si ces découvertes nous aident à compléter le puzzle de la perception, elles nous fournissent également des stratégies pour traiter les hallucinations. Les personnes atteintes d’une schizophrénie résistante aux médicaments peuvent parfois réduire leurs troubles hallucinatoires en apprenant à contrôler leurs pensées, en identifiant les déclencheurs de leurs hallucinations et en réinterprétant celles-ci de façon à les voir sous un jour plus positif, moins angoissant. “On améliore leur compréhension du phénomène et leur capacité à faire aboutir leurs pensées à des conclusions plus logiques”, précise Flavie Waters. Cela semble leur permettre de mieux contrôler l’influence de leur monde intérieur.
Ce type de recherches aide également des gens comme Max Livesey à reprendre contact avec le monde extérieur. Si sa phantosmie, ou hallucination olfactive, est provoquée par un manque d’informations fiables, les odeurs réelles devraient alors l’aider à mettre fin au phénomène. Il a essayé de renifler trois odeurs différentes trois fois par jour. “Je prends peut-être mes désirs pour la réalité, mais j’ai l’impression que ça aide”, assure-t-il.
Savoir que les hallucinations peuvent être un effet dérivé de la façon dont nous construisons la réalité pourrait changer la façon dont nous les vivons. Dans les dernières années de sa vie, Oliver Sacks a eu des hallucinations après que sa vue a commencé à décliner. Lorsqu’il jouait du piano et qu’il regardait attentivement la partition, il voyait parfois une pluie de symboles plats. “J’ai appris il y a longtemps à ignorer mes hallucinations et il m’arrive même parfois d’y prendre plaisir, disait-il. J’aime voir ce que mon cerveau est capable de fabriquer lorsqu’il est en train de jouer.”
La perception ping-pong
Si personne ne veut avoir des hallucinations aussi envahissantes que celles des schizophrènes, on peut vouloir un aperçu de ce dont notre cerveau est capable quand il perd les pédales. Ceux qui souhaiteraient plonger un orteil dans les eaux profondes des “états modifiés de perception” peuvent utiliser le protocole Ganzfeld. Tout ce dont vous avez besoin, c’est une balle de ping-pong, des écouteurs et un peu de ruban adhésif. Assurez-vous que l’éclairage de la pièce dans laquelle vous tenterez l’expérience ne variera pas. Trouvez un enregistrement ou une source de bruit blanc à écouter avec votre casque. Coupez la balle de ping-pong en deux, posez chaque moitié sur vos yeux et maintenez-les en place avec le ruban adhésif. Installez-vous confortablement et attendez que le voyage commence.

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Remplir les trous
Vous hallucinez tout le temps. Lorsque votre vue ou votre audition vous font défaut, votre cerveau remplit les trous pour que le monde autour de vous corresponde à ses attentes. Lorsque cette construction s’éloigne trop de la réalité, vous avez des hallucinations. L’étude de ce phénomène a permis de montrer que notre cerveau fabrique constamment une partie de la réalité.
Mais tous vos sens ne fonctionnent pas de cette façon. C’est même l’inverse qui semble s’applique au toucher. En effet la peau ne manque jamais d’informations sensorielles, depuis le contact de la chaise sur laquelle vous êtes assis jusqu’à celui de l’étiquette de votre pull. Pour pouvoir faire face à cette avalanche d’informations tout en restant capable de nous protéger des menaces réelles, le cerveau doit décider quelle information mérite son attention. Pour cela, il utilise le système suivant : les contacts rapides (à 250 millisecondes d’intervalle ou moins) sont écartés, ainsi la chaise et l’étiquette sont délibérément ignorées. Votre cerveau tactile est continuellement en proie à des “hallucinations à l’envers” : il ne sent rien alors qu’en réalité il se passe beaucoup de choses.

Cela est vrai en tout cas pour la plupart des gens. Certaines recherches donnent à penser que les schizophrènes ne peuvent pas “halluciner à l’envers”. John Foxe, de l’université de Rochester, à New York, a par exemple demandé à trente volontaires de porter un bracelet qui vibrait à des intervalles réguliers. Il s’attendait à ce que la réponse du cerveau à ce stimulus soit forte la première fois, puis qu’elle perde peu à peu en intensité, ce qui est le processus habituel. Mais les volontaires souffrant de schizophrénie continuaient de percevoir les vibrations longtemps après que les autres y étaient devenus insensibles. Ils sentaient des choses qui pour tous les autres n’étaient plus là.
Ces découvertes incitent certains à envisager la schizophrénie comme un trouble sensoriel plutôt que comme un déficit cognitif. Pour Foxe, le traitement défaillant des informations sensorielles joue un rôle beaucoup plus important qu’on ne l’avait cru. Ces résultats suggèrent aussi que le cerveau des schizophrènes ne serait pas si différent de celui des autres. “Le cerveau aime que le monde ait du sens, déclare Dan Javitt, psychiatre à l’université Columbia, à New YorkAlors il a tendance à inventer des histoires pour expliquer les expériences bizarres.” On comprend mieux pourquoi les études de cas d’hallucinations tactiles chez des non-schizophrènes impliquent si souvent des insectes. Pour beaucoup, leurs troubles sont apparus après la prise de produits stimulants en vente libre, dont on pense qu’ils pourraient perturber la capacité du cerveau à interrompre la transmission d’informations sensorielles. La nouvelle hypersensibilité tactile est ensuite attribuée à un coupable familier.
Si les hallucinations tactiles sont moins communes que leurs cousines visuelles ou auditives, elles ont un mécanisme similaire : le cerveau décide de ce que vous voyez, entendez et sentez peu importe ce qui se passe autour de vous.
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Sous influence
La nature subjective des hallucinations et le fait qu’elles soient souvent le résultat de pathologies rendent les recherches sur le sujet très difficiles. Il en existe cependant un type très facile à étudier, du moins lorsqu’on réussit à convaincre des gens de consommer des drogues au nom de la science. Ce qui ne s’avère pas très compliqué.

On sait depuis des siècles que certaines substances peuvent provoquer des hallucinations, soit immédiatement soit après un usage régulier. Mais ce qui déclenche le phénomène n’a été découvert que récemment. David Nutt et ses collègues de l’Imperial College, à Londres, ont donné du ou un placebo à vingt personnes et ont scanné leur cerveau. Les images ont montré que les hallucinations étaient le fruit de l’activité concomitante de zones cérébrales qui ne communiquent pas en temps normal. Les connexions augmentaient entre les sièges de la vision, de l’attention, du mouvement et de l’audition alors qu’elles diminuaient dans les réseaux que l’on pense impliqués dans la perception de soi. Cela explique peut-être pourquoi les gens sous disent souvent avoir l’impression de se désintégrer et de ne faire plus qu’un avec le monde qui les entoure. Les hallucinations provoquées par le sont-elles similaires à celles qui surviennent dans les troubles psychotiques ou après la perte d’un sens ? Il semblerait que tous les types d’hallucinations s’accompagnent d’une perturbation des systèmes de confrontation avec la réalité. Mais quelle qu’en soit leur cause, toutes sont dues en partie au fait que le cerveau se fie trop aux sensations qu’il génère lui-même et les classifie de façon erronée comme provenant du monde extérieur.

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