On a découvert le secret de la « Body Ownership » : ce sont les ondes alpha qui nous disent quelles parties de notre corps nous appartiennent. Une avancée pour les prothèses hi‑tech et le traitement de la schizophrénie.
Pour construire la perception d’appartenance de notre corps (body ownership), le cerveau doit constamment intégrer les signaux visuels, moteurs et proprioceptifs, afin de distinguer ce qui nous appartient de ce qui est extérieur. Comment y parvient-il ? Une étude publiée dans Nature Communications révèle qu’un type d’ondes cérébrales — les oscillations alfa — détermine à quel point le cerveau perçoit notre corps comme… le nôtre.
Outre d’expliquer comment se construit le sens du soi, l’étude pourrait contribuer à une meilleure compréhension des troubles psychiatriques dans lesquels le sens du soi est altéré, comme la schizophrénie. Et contribuer au développement de prothèses plus performantes et d’expériences de réalité virtuelle plus réalistes, explique Henrik Ehrsson, Professeur au Département des Neurosciences de l’Institut Karolinska (Suède), qui a supervisé l’analyse.
La synchronisation temporelle est tout
Les ondes cérébrales sont des oscillations rythmiques et répétitives de l’activité électrique du cerveau. Celles de la bande alfa, caractérisées par une fréquence allant de 8 à 13,9 hertz, sont depuis longtemps considérées comme importantes pour le traitement visuel. Les scientifiques ont découvert que la fréquence des oscillations alfa dans le cortex pariétal, une région du cerveau qui analyse les informations sensorielles provenant du corps, était liée à la précision avec laquelle le cerveau reconnaissait une partie du corps comme étant la sienne.
Les 106 participants ont été soumis à un grand classique des études sur la body ownership : l’illusion de la main en caoutchouc. Dans cette expérience, lorsque les chercheurs frottent de manière similaire et synchronisée la main réelle du sujet, cachée derrière un écran, et une main en caoutchouc posée à son emplacement, beaucoup ont la sensation que la main postiche est devenue la leur. Mais lorsque les stimulations sont asynchrones, l’illusion ne se produit pas. Le facteur « temps » joue donc un rôle fondamental dans la construction du sens du soi dans l’espace.
Question de fréquence
Les scientifiques ont analysé l’activité électrique du cerveau des participants à l’aide d’un électroencéphalogramme (EEG). Ceux qui montraient une fréquence plus élevée d’oscillations alfa étaient aussi plus sensibles aux plus petites différences de synchronisation temporelle entre ce qu’ils voyaient et ce qu’ils percevaient au toucher. C’était comme si leur cerveau pouvait fonctionner à une résolution temporelle plus élevée et avait par conséquent un sens du body ownership plus précis et défini.
À l’inverse, une fréquence plus faible des oscillations alfa faisait que des stimulations visuelles et tactiles non synchronisées étaient plus souvent considérées comme synchronisées.
Cette précision temporelle réduite menait à rapprocher des stimuli non liés et rendait plus difficile de distinguer les sensations relatives à son propre corps de celles externes.
Connexions manquantes
En utilisant une technique de stimulation cérébrale non invasive pour moduler les ondes cérébrales — la tACS (stimulation transcrânienne par courant alternatif) — les chercheurs sont ensuite parvenus à accélérer ou ralentir légèrement la fréquence des oscillations alfa dans le cortex pariétal des participants. Ces altérations ont changé la précision avec laquelle des expériences afférentes à différents sens étaient associées dans le temps, avec des répercussions sur la fiabilité du sens de body ownership chez les sujets. La conclusion, donc, est que la fréquence des ondes alfa semble influencer à quel point le cerveau évalue avec précision les temporalités des signaux sensoriels.
