Capsule histoire : La localisation du "cerveau des émotions"

Depuis plus d'un siècle, on cherche avec passion les structures cérébrales qui pourraient être responsables de nos émotions.

On peut remonter l'origine de cette quête à la démarche de localisation des fonctions cérébrales entreprise par Franz Josef Gall au XIXe siècle. Puis au mouvement de la phrénologie que ses disciples poussèrent un peu trop loin en affirmant que les bosses sur notre crâne correspondaient à des traits de personnalités plus ou moins développés.

Peu après, les neurologues et les psychologues commencèrent à utiliser la méthode expérimentale pour traquer le "cerveau des émotions". Les deux méthodes principales qui s'offraient à eux étaient la stimulation de certaines régions du cerveau ou carrément l'ablation de celles-ci. Deux approches du reste encore utilisées de nos jours.

Walter Canon, connu surtout pour ses attaques contre la théorie des émotions de William James, fit aussi plusieurs expériences en collaboration avec Philip Bard dans le but de trouver un substrat cérébral aux émotions. Une série de lésions stratégiques leur fit alors conclure que l'hypothalamus était la pièce centrale du "cerveau des émotions". Connaissant déjà son rôle dans la régulation du système nerveux autonome, et considérant sa position entre le cortex évolutivement raffiné et les structures sous-corticales primitives, son titre de centre des émotions était tout à fait logique.

Puis, en 1937, l'anatomiste James Papez proposa l'une des théories les plus influentes sur le substrat cérébral des émotions. Papez fut influencé par les travaux de C. Judson Herrick, un spécialiste de l'évolution, qui avait établit une distinction entre les parties latérales du cortex et les parties médiales. Pour lui, le cortex médial était d'origine beaucoup plus ancienne que le cortex latéral. Papez, qui était un homme de synthèse, mit ensemble les idées de Herrick, les travaux sur l'hypothalamus et sur les études de lésions et aboutit à une théorie qui expliquait le sentiment subjectif des émotions par la circulation d'information à travers un circuit interconnectant l'hypothalamus au cortex médian. Un circuit encore aujourd'hui connu comme le circuit de Papez.

Contrairement à Cannon qui traitait l'hypothalamus comme une structure homogène, Papez va distinguer une sous-région nommée corps mammilaires (parce qu'ils font saillie comme des seins). Pour lui, c'est cette région précise qui reçoit les informations sensorielles en provenance du thalamus et qui les relaie au cortex cingulaire par l'entremise du noyau antérieur du thalamus. Il désigna aussi l'hippocampe comme le receveur des outputs du cortex cingulaire qui refermait ainsi la boucle en envoyant de l'information à l'hypothalamus.

Papez suggéra que les émotions pouvaient être générées de deux façons grâce à ce circuit. D'une part, par des stimuli sensoriels entrant par le thalamus et traversant successivement les différentes structures du circuit que l'on vient de décrire. Et d'autre part, par des pensées en provenance du cortex qui s'intègrent au circuit par le cortex cingulaire.

Le circuit de Papez fut une brillante tentative d'explication de voies anatomiques pour les émotions. Malgré le peu de techniques disponibles à l'époque pour étudier les voies cérébrales, pratiquement toutes les voies prédites par Papez se sont avérées réelles. Malheureusement pour son auteur, très peu de ces vois sont aujourd'hui reconnues comme étant impliquées dans les émotions. Mais l'importance historique du circuit de Papez est indéniable puisqu'il allait être à l'origine de la théorie du système limbique.

Ralentis par la deuxième guerre mondiale, les recherches sur les bases cérébrales des émotions allaient connaître une avancée importante en 1949, année où Paul MacLean fit revivre le circuit de Papez en le complexifiant. Pour lui le rhinencéphale, cette vieille partie du cortex impliqué dans l'olfaction, devait jouer un rôle central dans les émotions. D'autant plus qu'il faisait d'importantes connexions avec l'hypothalamus et qu'il demeurait relativement important chez l'humain où l'olfaction est un sens passablement atrophié par rapport aux autres espèces.

Ayant remarqué que la stimulation du rhinencéphale produit des réponses viscérales comme celles provoquées par des émotions, MacLean en fait son " centre " des émotions. Il accorde en particulier une grande importance à l'hippocampe dont il compare les neurones pyramidaux bien alignés à un " clavier émotionnel " recevant ses informations autant du monde extérieur que du monde intérieur. L'intégration de ces deux types de sensation étant à la base de l'expérience émotionnelle pour MacLean.

En 1952, MacLean introduit le terme de " système limbique " pour désigner le cerveau viscéral du rhinencéphale. Le mot " limbique " avait été introduit par l'anatomiste français Paul Pierre Broca pour désigner la forme en anneau de la partie médiale du cortex (du latin limbus, bord). Pour MacLean, le système limbique inclut non-seulement le circuit de Papez, mais des régions comme l'amygdale, le septum et le cortex préfrontal. Toutes ces structures formeraient un système intégré phylogénétiquement ancien assurant la survie de l'individu par l'entremise de réponses viscérales et affectives adaptées.

Durant les années suivantes, MacLean va étoffer sa théorie du " cerveau triunique " selon laquelle le cerveau est passé, au fil du temps, à travers trois stades évolutifs : le reptilien, le paléomammalien et le néomammalien. Chez l'humain et les mammifères les plus évolués, les trois cerveaux cohabitent. Les mammifères les plus primitifs n'ont que le cerveau paléomammalien et le reptilien, alors que les oiseaux, les reptiles, les amphibiens et les poissons ont seulement le cerveau reptilien. Et c'est le cerveau paléomammalien que possèdent tous les mammifères qui correspond essentiellement au système limbique.

Très peu de théories dans l'histoire des neurosciences ont eu une importance et une portée aussi large que celle de MacLean. Son intuition que l'étude des bases cérébrales des émotions doit être considérée selon une perspective évolutive et que les circuits des émotions peuvent utiliser des voies indépendantes de celle de la cognition sont toujours acceptées. Mais malgré cela, on s'entend aujourd'hui pour rejeter l'idée que le système limbique tel que décrit par MacLean soit le " cerveau émotionnel ".

En effet, de nombreuses expériences ont montré que le système limbique pris comme un tout était somme toute relativement peu impliqué dans les réponses émotionnelles, alors que d'autres qui n'en font pas partie (comme des régions du tronc cérébral) sont très impliquées dans les régulations viscérales. De plus, certaines structures du système limbique comme l'hippocampe sont bien davantage impliquées dans la cognition que dans les émotions.

Si le concept de système limbique a survécu jusqu'à nous et est encore décrit dans bien des manuels scolaires comme le " cerveau des émotions ", c'est peut-être parce que c'est un moyen pratique de décrire un ensemble de structure cérébrales situées dans un espèce de " no man's land " entre l'hypothalamus et le néocortex. Mais c'est peut-être aussi parce que certaines structures limbiques sont effectivement impliquées dans des fonctions émotionnelles.

L'erreur principale de MacLean fut simplement d'avoir voulu inclure le " cerveau émotionnel " dans un seul et unique système. Les émotions sont bien des fonctions impliquées dans notre survie. Mais comme les fonctions de survie sont multiples - se défendre du danger, trouver de la nourriture ou un partenaire sexuel, s'occuper des enfants, etc. - chacune pourrait bien impliquer différents systèmes cérébraux ayant évolué pour différentes raisons. Par conséquent, il pourrait y avoir non pas un seul " cerveau émotionnel ", mais plusieurs.

 

   Lien :  Limbic System: The Center of Emotions Histoire : Cerveau triunique et système limbique : ce qu'il faut jeter, ce qu'on peut garder

 

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