Vue et ouïe, voyage au cœur du cerveau

Complexe et mystérieux, le cerveau est surtout très organisé. Chaque chose y est à sa place, même si les choses peuvent aussi se mélanger. La preuve avec les régions dédiées à la vision et à l’audition. Explications avec Céline Cappe, chercheuse CNRS.

Il est le chef d’orchestre du corps humain. Marcher, lire, manger, travailler, aimer, rêver, mais aussi, évidemment, voir et entendre… Quoi que nous fassions, le cerveau joue toujours un rôle. Les progrès de l’imagerie ont permis de l’observer sous toutes ses coutures, ou presque, et de lever (une partie) des mystères qui l’entourent. L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), par exemple, permet de détecter en temps réel d’infimes variations de l’irrigation sanguine dans l’organe. Un afflux de sang supérieur à la normale signifie ainsi qu’une aire du cerveau est active.

Anatomie d’un cerveau

Le cerveau est constitué de deux hémisphères (droit et gauche). Chaque hémisphère comporte quatre lobes : frontal, pariétal, occipital et temporal. « Le cortex auditif se trouve dans le lobe temporal, au-dessus de l’oreille », indique Céline Cappe. Il reçoit et traite les informations sonores en provenance de l’oreille. « La zone dédiée à la vision, elle, est à l’arrière de la tête, dans le lobe occipital. Ce cortex visuel est lui-même composé de nombreuses aires. » Partout, des milliards de neurones, qui servent à transmettre les informations. Ces cellules communiquent entre elles par signaux électriques, ou influx nerveux.

De l’œil au cerveau

Les millions de photorécepteurs qui se trouvent dans la rétine convertissent la lumière en influx nerveux. Le nerf optique, sorte de « câble », transporte ces messages de l’arrière de l’œil vers le cerveau. C’est ce dernier qui va reconstituer l’image, en plusieurs étapes. Les messages visuels traversent d’abord les aires visuelles dites « primaires », avant d’être analysés plus en profondeur par les aires visuelles « spécialisées ». Ce sont ces dernières qui traitent les couleurs, les formes, le mouvement… Si l’œil perçoit, c’est le cerveau qui donne du sens aux images.

La mécanique du son

À l’origine de toute sensation auditive, des ondes acoustiques, ou vibrations, propagées dans l’air. Aux premières loges, ces ondes sont d’abord captées par le pavillon de l’oreille externe. Elles se propagent ensuite le long du conduit auditif externe, jusqu’au tympan. De manière mécanique, le tympan se met à vibrer lorsqu’il reçoit ces ondes. À l’intérieur de l’oreille moyenne, les osselets prennent le relais. Ils se mettent à bouger, amplifient et transmettent ces vibrations jusqu’à une membrane appelée fenêtre ovale, située à l’entrée de l’oreille interne. En bout de chaîne, l’oreille interne, qui renferme la cochlée. Ce conduit creux enroulé en escargot est rempli de liquide. Surtout, il héberge environ 15 000 cellules ciliées qui reçoivent les vibrations sonores, et les convertissent en signaux électriques. C’est le nerf auditif qui se charge ensuite d’acheminer ces messages nerveux jusqu’au cerveau.

Cortex auditif primaire et secondaire

L’oreille capte les sons, mais c’est le cerveau qui les interprète : on entend alors. Ce sont les neurones du cortex auditif qui donnent du sens aux sons perçus : s’agit-il de parole ? De musique ? Est-ce un son fort ou faible ? Aigu ou grave ? « On distingue le cortex auditif primaire, qui offre un tout premier traitement de l’information auditive (il distingue la fréquence, l’intensité et la durée du son), et le cortex auditif secondaire, qui va affiner ce traitement. »

De brillantes facultés d’adaptation

Contrairement à ce que l’on a longtemps pensé, le cerveau n’est pas figé. C’est ce qui s’appelle la plasticité cérébrale. Après une lésion dans le cortex visuel (suite à un traumatisme crânien ou un AVC, par exemple), de nouvelles connexions entre neurones peuvent se créer, même à l’âge adulte, permettant parfois une récupération partielle ou totale des facultés visuelles lésées. Autrement dit, tout n’est pas joué d’avance, nos expériences et apprentissages peuvent recréer des connexions. « Chez les aveugles de naissance, le cerveau fait preuve d’une étonnante plasticité, se réorganisant énormément. » Les neurones du cortex visuel continuent ainsi de s’activer… pour d’autres tâches que la vision, telles que la compréhension de la parole ou la mémoire. « Les aires visuelles s’activent aussi lors de la lecture, tactile, du braille », ajoute Céline Cappe.

Des frontières floues entre chaque territoire du cerveau

« En réalité, ces régions ne sont absolument pas hermétiques. Elles interagissent tout le temps entre elles », insiste Céline Cappe. La réception d’un stimulus sonore, par exemple, peut activer en même temps que le cortex auditif, l’aire dédiée aux émotions, dans l’amygdale du cerveau. Ceci expliquant l’émotion pouvant accompagner l’écoute d’un morceau de musique. « Notre perception de l’environnement est multisensorielle. Par exemple, il y a des interactions très fortes entre les cortex auditif et visuel. Cette intégration multisensorielle permet un meilleur traitement des informations reçues. Par exemple, dans une réception avec beaucoup de monde, beaucoup de bruit, on va mieux comprendre ce que dit la personne en face de nous si on regarde en même temps bouger ses lèvres. Des études ont prouvé que les neurones du cortex auditif répondaient plus fortement quand les stimuli étaient à la fois auditifs et visuels, que quand ils n’étaient qu’auditifs. Preuve d’échanges constants entre ces deux régions de notre cerveau. » Cela permet un traitement plus complet de l’information. Toutes les zones d’ombre ne sont pas encore levées autour de cet organe si complexe, et si fascinant. « Mais une chose est sûre, le cerveau apprend mieux quand il reçoit à la fois des stimuli visuels et auditifs. » Une information à distiller aux étudiants à l’approche des examens…