Les ‘codes-barres’ neuronaux : ce que l’activité interne de notre cerveau révèle sur notre personnalité et nos faiblesses

Pendant longtemps, la recherche s’est concentrée sur la communication entre les régions du cerveau – comment les zones distantes se « parlaient » pendant que nous étions au repos. Mais une nouvelle étude très ambitieuse vient de changer la donne. Des scientifiques basés notamment à l’Université normale de Pékin ont décidé de regarder non pas la connexion entre, mais les dynamiques à l’intérieur de chaque région cérébrale. Qu’est-ce qui se passe vraiment localement, au fil du temps ?

Leurs découvertes, publiées dans la revue Nature Human Behaviour, sont fascinantes : ils ont identifié des schémas d’activité interne qui pourraient bien prédire des traits aussi variés que nos tendances à l’abus de substances ou notre capacité cognitive générale. Un peu comme si notre cerveau portait un ‘code-barres’ unique.

Alors, pour pallier ce manque, les chercheurs ont mis les bouchées doubles. Ils ont analysé des données issues de quatre grandes cohortes d’imagerie cérébrale. Imaginez : ils ont extrait près de 5 000 caractéristiques temporelles à partir des signaux cérébraux de repos sur 271 régions distinctes. C’est une quantité de données colossale !

Leur but était de caractériser de manière exhaustive ces fameuses dynamiques intrarégionales, pour voir si elles pouvaient capturer des aspects comportementaux uniques à chaque personne. Et surprise, ils ont réussi. Ils ont trouvé un sous-ensemble de ces caractéristiques qui fonctionne comme un ‘code-barres’ propre à chaque individu, stable à travers les différents ensembles de données.

Après avoir divisé le cerveau en 271 sections, ils ont utilisé des outils sophistiqués pour décrire comment l’activité de chaque zone changeait au fil du temps. Le résultat ? Ces « codes-barres » neuronaux, ce sont des dimensions dynamiques multifacettes qui reflètent de manière stable la variation entre les individus. C’est vraiment fascinant de se dire qu’une simple activité au repos peut être aussi révélatrice de qui nous sommes.

Mais qu’est-ce que ces codes-barres prédisent, concrètement ? La réponse est double, et plutôt surprenante.

Les chercheurs ont découvert que les signaux cérébraux suivant des schémas « non linéaires » spécifiques dans les régions dites unimodales – celles qui traitent les signaux sensoriels comme la vue, le son ou le toucher – étaient de bons prédicteurs de l’usage de substances. C’est un peu contre-intuitif, n’est-ce pas ? La manière dont l’information sensorielle est traitée de façon désordonnée ou complexe semble être un indicateur.

Fait important, même si cette association était généralisable, elle montrait une variation spécifique à l’âge. Peut-être que la vulnérabilité change à mesure que nous vieillissons, ou plutôt que la façon dont cette dynamique se manifeste évolue. C’est une piste de réflexion très riche pour les prochaines études.

Les chercheurs ont parlé de dynamiques de « marche aléatoire » dans les réseaux dits d’ordre supérieur. Ce sont les zones cérébrales qui soutiennent la prise de décision, le raisonnement et la mémoire de travail. En gros, un signal qui évolue lentement, avec une sorte de rythme régulier et mesuré, serait synonyme de meilleures capacités mentales globales. C’est un peu comme si pour bien réfléchir, notre cerveau préférait prendre son temps, sans être bousculé par des fluctuations rapides.

Contrairement aux tendances d’abus, ce lien entre la dynamique cérébrale lente et la cognition s’est montré étonnamment stable et cohérent pour tous les groupes d’âge. Une preuve que ces schémas sont profondément ancrés dans notre fonctionnement.

À l’avenir, d’autres neuroscientifiques pourront s’appuyer sur la découverte de ces ‘codes-barres’ stables et prédictifs. Cela pourrait fournir des informations cruciales et généralisables sur les fondements biologiques de nos capacités cognitives. On pourrait alors imaginer des applications très concrètes : évaluer la vulnérabilité d’une personne face à certains troubles de la santé mentale avant même qu’ils n’apparaissent, ou concevoir des interventions personnalisées ciblant des schémas comportementaux indésirables. C’est l’espoir qui émerge de cette recherche, un pas de plus vers une compréhension plus fine de l’être humain.