Estimer le temps avant contact : quelle zone du cerveau impliquée ?
Que ce soit pour éviter une voiture ou renvoyer une balle de tennis, il est nécessaire d’estimer le temps qui va s’écouler avant une éventuelle collision. Notre cerveau s’en charge à partir des variations des angles formés à l’approche de l’objet, sur notre rétine. Mais nous sommes également capables d’estimer ce temps avant contact, appelé TTC, lorsque l’objet est caché à certains moments de son approche. Dans ce cas les aires cérébrales et les circuits neuronaux alors impliqués sont méconnus. Une équipe de scientifiques du Centre de recherche cerveau et cognition (Cerco – CNRS / UT3 Paul Sabatier) a déterminé quelle zone du cerveau était impliquée dans l’estimation du TTC. Ces résultats sont publiés dans Journal of neuroscience research.
L’équipe de recherche toulousaine a évalué le TTC chez des patients présentant une tumeur cérébrale à différents endroits du cerveau, au cours de deux études complémentaires. La première consistait en des tests psychophysiques réalisés la veille de leur opération de chirurgie cérébrale, dans leur chambre d’hôpital. Les patients devaient estimer le moment où une balle qui s’approche entre en collision avec eux, selon différents temps d’occlusion et différentes vitesses de la balle.
La deuxième étude, réalisée au cours de chirurgies éveillées, impliquait des patients devant estimer un TTC dans 2 conditions : avec et sans stimulations corticales appliquées à différents endroits du cerveau. L’application de ces stimulations électriques perturbant le fonctionnement normal de la zone impactée, permet de tester leur implication dans le traitement du TTC. Les tests en chirurgie éveillées permettent un accès direct au cerveau et une précision spatiale et temporelle inégalée de la stimulation électrique. De plus le rôle de la zone est ainsi estimé de manière causale, permettant de faire une relation directe entre zone et fonction, contrairement aux techniques d’imagerie traditionnelle comme l’IRM ou l’électroencéphalogramme, mettant à jour des relations de type corrélationnelle entre zone et fonction.
Les résultats convergents de ces deux études montrent l’implication causale du cortex pariétal droit dans l’estimation du TTC, et plus spécifiquement de la région se situant autour du sillon intra pariétal, lorsque l’objet arrive dans l’espace proche du sujet. Si l’objet est éloigné du participant, l’estimation ne semble par contre pas affectée. Le test met également à jour des relations entre nos capacités à estimer le TTC et notre langage. En effet, interrompre les capacités langagières des participants produit des interruptions de conscience plus générales, et en conséquence dégrade la capacité à estimer le TTC.
Tester des patients avec d’autres tâches visuo-spatiales dans un contexte de chirurgie éveillée permettra d’affiner encore la compréhension des mécanismes impliqués dans l’estimation du TTC.
Zones cérébrales stimulées et impact sur la capacité des participants à estimer correctement le TTC. En rouge, les participants montrent une dégradation de leur capacité à estimer le TTC sans impacter d’autres fonctions. En vert et orange, les participants rencontrent des difficultés à estimer le TTC, en plus de troubles oculomoteur (vert) ou de langage (orange). En blanc, la stimulation n’entraine pas de dégradation d’estimation du TTC. Les numéros indiquent le numéro du participant testé.
©Cerco
Référence : Robin Baurès, Marie Fourteau, Salomé Thébault, Chloé Gazard, Léa Pasquio, Giulia Meneghini, Juliette Perrin, Maxime Rosito, Jean-Baptiste Durand, Franck-Emmanuel Roux. Time-to-contact perception in the brain. J Neurosci Res. 2020
https://doi.org/10.1002/jnr.24740
