Les pouvoirs et limites de la neuroplasticité

Jusqu’où le cerveau peut-il changer ? Avons-nous des limites à notre développement mental ? Ou pouvons-nous indéfiniment nous « augmenter » à l’aide d’exercices cognitifs, de produits chimiques, de stimulation magnétique ou électrique ? Jusqu’à il n’y pas très longtemps, la messe semblait dite ; le cerveau, apprenait-on, ne crée pas de nouveaux neurones. Il existe des périodes critiques dans l’enfance pour apprendre de nouvelles langues ou se livrer à la musique. A partir d’un certain âge, il ne faut plus attendre de changement majeur. Puis tout s’est renversé. Oui, le cerveau crée des neurones, même si ce n’est pas partout (les nouvelles cellules sont concentrées dans certaines zones, et l’importance du rôle de cette neurogenèse est encore contestée), on peut soigner ses défauts cognitifs voire ses traumatismes ou même des lésions cérébrales, augmenter son intelligence sa mémoire, réduire ses angoisses… 

 

 Un cerveau qui apprend toujours 

Mais finalement, ce n’est pas le nombre de neurones qui compte, mais bien la question de savoir jusqu’où nous pouvons améliorer nos facultés mentales. Ainsi, avons-nous des preuves que le cerveau continue à apprendre, quel que soit l’âge ? Dans son livre Guitar Zero, Gary Marcus, raconte comment à 38 ans il s’est mis à apprendre à jouer d’un instrument de musique, bien après l’âge où l’on considère cela efficace. Dans son introduction, il présente une expérience sur les chouettes effraies qui montre bien les limites de l’âge – et le moyen de les contourner. Ces oiseaux se dirigent dans les airs grâce aux sons, nous explique-t-il. Mais contrairement aux chauves-souris par exemple, ils font aussi usage de leur sens de la vue. Ces animaux nocturnes harmonisent donc leur ouïe et leur vision pour se diriger plus aisément dans les ténèbres. Or, un biologiste de Stanford, Eric Knudsen, a élevé des chouettes en déformant leur champ de vison. Les jeunes chouettes étaient capables de « recalibrer » leur vision et leur audition en tenant compte des nouveaux paramètres, mais les plus âgées s’adaptaient beaucoup moins bien. Ensuite, Knudsen a découvert que les animaux âgés n’étaient pas des cas désespérés. Il s’est rendu compte qu’ils pouvaient à leur tour apprendre à gérer leurs nouvelles perceptions si l’apprentissage était découpé en de plus petites tranches. Autrement dit, conclut Marcus, rien n’empêche une personne plus âgée d’acquérir un nouveau comportement ou de s’initier à une nouvelle connaissance tant que les choses se font de manière très progressive. Une théorie qu’il s’est empressé d’appliquer à sa propre pratique de la musique ! Une autre expérience, toute récente, nous éclaire (peut-être) un peu plus sur la neuroplasticité du cerveau âgé. Celle-là a été effectuée sur des rats. On a exposé ces rongeurs à des sons d’une fréquence particulière et on a observé leur cortex auditif. Il s’est avéré que le cerveau des rats âgés était plus sensible à ces nouveaux bruits que celui des plus jeunes. Mais en revanche, l’effet de cet apprentissage disparaissait plus vite. Pour Mike Cisneros-Franco, le chercheur qui a mené l’étude, les conclusions sont assez surprenantes : « Nos travaux ont montré que le cerveau âgé est, contrairement à une notion largement répandue, plus plastique que le cerveau des jeunes adultes… D’un autre côté, cette plasticité accrue est accompagnée par le fait que tout changement obtenu par stimulation ou entraînement est instable : à la fois facile à réaliser et facile à inverser. » Cette mauvaise régulation de l’apprentissage chez les animaux vieillissants serait due à un manque d’une molécule particulière, le GABA. Il faut savoir que le cerveau fonctionne grâce à deux neurotransmetteurs fondamentaux, le glutamate et le GABA. Le glutamate excite les neurones, le GABA les inhibe, stabilisant ainsi les échanges effectués via les synapses. C’est le GABA qui permettrait de conserver plus longtemps les nouvelles connexions obtenues par l’apprentissage. Pour prouver leur théorie, les chercheurs ont augmenté via des produits chimiques le niveau de GABA dans le cerveau des vieux rats, ce qui a permis d’augmenter leur temps de rétention de l’information. 

Une puissance exagérée ?

 Le nouveau concept de neuroplasticité semble effectivement très prometteur, mais peut-être lui accorde-t-on aujourd’hui trop de puissance. C’est ce que pense Maia Szalavitz sur le blog Neo-Life, publié sur la plate-forme Medium. Elle ne remet pas en doute la capacité de changement du cerveau, mais pour cette journaliste scientifique, on sous-estime la difficulté de l’entreprise. Elle cite ainsi un livre du psychiatre Norman Doidge, Guérir grâce à la neuroplasticité, qui raconte plusieurs anecdotes telles que : « une femme qui a guéri sa douleur chronique complètement invalidante grâce à la visualisation ; un homme qui a maîtrisé sa maladie de Parkinson avec des exercices ; et d’autres qui ont surmonté la cécité, des lésions cérébrales graves et d’autres troubles profonds en utilisant une stimulation cérébrale électrique ou du laser non invasif. » Elle ne réfute pas ces affirmations. Oui, tout cela est possible, mais rappelle-t-elle, les gens qui ont réussi ces prouesses étaient dans un état d’urgence et particulièrement motivés. Pour surmonter leurs difficultés, ils ont recouru à un entraînement long, intense et régulier (Maia Szalavitz est très réservée sur l’efficacité des thérapies « faciles », comme le laser). Au contraire, les adeptes trop enthousiastes de la neuroplasticité ont tendance à sous-estimer ces difficultés et penser que tout peut facilement être modifié, amélioré, guéri. Ce que nous avons là n’est autre que la bonne vieille absurdité New Age dans un nouvel emballage : la neuroplasticité devient fondamentalement un reconditionnement de l’idée selon laquelle «l’esprit domine la matière» : vous aussi, par votre pure volonté ou grâce à quelques lumières pointées sur votre tête, vous pouvez passer de terriblement malade à complètement guéri. Chez certains aficionados, continue-t-elle, cela peut impliquer un usage de techniques « thérapeutiques » carrément dangereuses. Comme cet exemple qu’elle tire d’un ouvrage du psychologue Niels Birbaumer, Your Brain Knows More than You Think, dans lequel ce dernier raconte qu’il a guéri un patient atteint de phobie de la voiture en le prenant comme passager et en « conduisant comme un dingue » dans le but de soigner le malheureux ! De plus insiste-t-elle, la neuroplasticité n’est pas toujours une bonne chose. Notre capacité à apprendre de nouveaux comportements, de nouveaux concepts, peut également avoir des effets négatifs : c’est comme ça que les gens tombent en dépression, en apprenant une conception négative de l’existence. Il n’existerait donc pas de recettes miracles pour reconfigurer son cerveau. Si la neuroplasticité nous offre la possibilité de continuer à évoluer, tant en corrigeant nos handicaps et nos biais qu’en continuant à apprendre à un âge avancé, elle ne permet pas l’économie de l’effort et de la répétition constante exigés par la maîtrise d’un exercice. Changer son cerveau n’est pas chose facile, mais on peut obtenir des résultats, comme on va le voir avec les expériences personnelles de la journaliste Caroline Williams. 

 

Voyage au pays de l’amélioration cognitive

Caroline Williams est une journaliste scientifique, qui a notamment travaillé au New Scientist.Elle s’est demandé comment « améliorer son cerveau ». Par chance, elle était bien connectée. Plutôt que tenter de « hacker son esprit » chez elle en se basant sur les exercices et les techniques disponibles sur le marché, elle nous entraîne, dans son livre Override (également publié aux Etats-Unis sous le titre « My Plastic Brain ») dans divers laboratoires prestigieux à Berlin, aux Pays-Bas, aux USA et bien sûr dans son Angleterre natale. L’amélioration cognitive fait voyager ! Dès son introduction, elle nous précise cependant la méthodologie qu’elle a suivie pour effectuer son expérimentation. Selon elle, il n’existe pas de technique « générale » d’amélioration cognitive. Lorsqu’on fait de l’exercice physique, explique-t-elle, pratiquer le jogging permet d’améliorer l’ensemble des performances sportives. Mais si vous faites seulement des abdos, vos bras n’en profiteront pas. Autrement dit, l’effort accompli lors d’un jogging se transfère à l’ensemble du corps. Selon elle, aucun exercice ou aucune technologie ne permet l’équivalent du jogging pour le cerveau. Les efforts fournis ne se transfèrent pas d’une capacité mentale à l’autre. Il n’existe que des « abdos », que des entraînements spécifiques et ciblés. Sur ce point, elle s’oppose à l’opinion de certains chercheurs qui considèrent l’accroissement de la mémoire de travail comme un tel « jogging » (ce qu’est censé accomplir le « dual n-back » par exemple). Caroline Williams ne parle pas du dual n-back dans son livre, mais manifestement elle le connaît, puisqu’il en existe une capture d’écran dans l’ouvrage et qu’elle a correspondu avec Susanne Jaeggi, grande spécialiste de ce programme, avec laquelle elle a justement débattu de la valeur de ce jogging. La journaliste a donc décidé de tester différents exercices mentaux, dans lesquels elle se sent limitée ou handicapée. A l’en croire, elle a beaucoup de lacunes : dépourvue d’attention, anxieuse à l’extrême, dénuée du moindre sens de l’orientation et nulle en maths (je la soupçonne d’exagérer un peu ses défauts !) ; elle a donc testé et cherché à améliorer toutes ces capacités (et d’autres, comme la créativité ou le sens du temps) les unes après les autres… Au menu, exercices cognitifs, mais aussi stimulation magnétique ou électrique transcranienne, et quelques tests IRM pour vérifier le tout. Et bien sûr la méditation « pleine conscience », effectuée là encore sous la direction d’une professionnelle qualifiée. Apparemment, pas mal de choses ont fonctionné… enfin, jusqu’à certaines limites. Les effets indirects de l’amélioration cognitive Une grande caractéristique des résultats obtenus par Caroline Williams me semble être résumée par un seul mot : stratégie. En effet, il me semble que sur bien des points ce qu’elle a été capable de modifier est moins la faculté mentale en elle-même que les moyens par lesquelles elle la met en œuvre : par exemple Williams est une jeune maman qui vit dans l’angoisse de voir son enfant renversé par une voiture sur le chemin de l’école. Après ses exercices sur l’anxiété, elle a pris la décision de prendre avec son fils une route plus longue, mais plus sûre. Curieusement, l’idée ne l’avait pas traversée jusque là : « Je ne sais pas pourquoi je n’y avais pas pensé auparavant – peut-être que le fait de remplacer la panique par une concentration sereine a contribué à laisser de la place dans mon cerveau non seulement pour me soucier de la route, mais aussi pour trouver une solution. » Ses expériences avec le fameux Feelspace montrent aussi comment cet outil a pu changer sa stratégie d’orientation. Feelspace est une ceinture dotée d’un système magnétique envoyant au corps une vibration chaque fois que le sujet fait face au Nord. On dit qu’après avoir utilisé la ceinture un certain temps, le porteur devient capable de se repérer vers les points cardinaux une fois la ceinture enlevée. Évidemment, dit comme ça, ça paraît assez magique. Caroline Williams nous explique en fait comment ça marche. C’est plus limité, mais également plus crédible. Comme beaucoup de gens, Caroline Williams à une vision « égocentrée » de l’espace autour d’elle. Autrement dit, elle est capable de se diriger à l’aide de différents points de repère (par exemple l’église, la boutique de fringues, la maison au toit vert avant de tourner à gauche). Elle a du mal à adopter une vision allocentrée, autrement dit de créer une « carte mentale » du lieu qu’elle traverse, indépendamment de son propre parcours. Conséquence de ce handicap, la difficulté de trouver des raccourcis ou de changer de chemin sans se perdre. Alors qu’elle a adopté le « Feelspace » pendant quelques semaines pour parcourir les environs de son voisinage elle est devenue capable d’associer le Nord et les autres points cardinaux aux différents points de repère qu’elle connaissait. Ce qui lui a permis petit à petit de bâtir une « carte mentale » de son environnement et ainsi pouvoir mieux s’orienter. Mais de saisie intuitive du Nord, point. Et évidemment, cette connaissance ne se transfère pas. Il suffit de se retrouver dans un nouvel endroit pour que tout soit à recommencer. En fait, on a l’impression à la lire que beaucoup de ces techniques fonctionnent effectivement, mais pas toujours de la manière prévue et beaucoup moins directement qu’on pourrait le croire. Ainsi, après une séance de stimulation magnétique transcranienne accompagnée d’exercices destinés à accroitre l’attention, Caroline Williams a pu expérimenter la zone, ce fameux état mental on l’on peut exécuter ses tâches facilement et sans distraction. Mais, lui ont précisé les chercheurs avec qui elle a travaillé, il ne faut pas s’attendre à ce que cet état dure indéfiniment. « C’est apparemment l’inconvénient de l’entraînement cérébral chez les adultes. Tout comme avec l’exercice physique, vous devez rester concentré ou vous allez devenir aussi flasque qu’avant. » Cela ressemble assez aux résultats obtenus avec les souris mentionnés dans la première partie de cet article : les adultes peuvent changer leurs facultés mentales, mais c’est la pérennité qui pose problème. Pour conserver un peu de cette attention accrue, il lui a donc fallu adopter certaines pratiques. Au premier rang, la fameuse méditation « mindfullness »… Au final, qu’a-t-elle retiré de son expérience sur l’attention ? « Au moins, je sais maintenant à quoi ressemble la «zone» et je me rends plus aisément compte quand je m’y retrouve, et surtout je sais quand j’en suis si éloignée qu’il serait préférable que je m’absente de mon bureau pendant une demi-heure ou plus. Et aller faire une balade. Mais surtout, cependant, je voulais savoir si je pouvais utiliser les neurosciences pour améliorer ma concentration, et la réponse est un oui retentissant – bien que d’une manière légèrement différente de celle que j’espérais ». Autre exemple, elle s’est soumise à une stimulation transcranienne dans le laboratoire de Roi Cohen Kadosh, pour augmenter ses capacités mathématiques. Mais se demande-t-elle, est-ce vraiment la faculté de manipuler les nombres qui se retrouve améliorée ou est-ce que le « zap » (pour employer le terme familier désignant la stimulation transcranienne) s’est contenté de lui ôter une part de l’angoisse et de la répulsion qu’elle éprouve à pratiquer les mathématiques ? « Si vous pouvez vous débarrasser de cet obstacle », explique-t-elle, « cela libérera une certaine capacité mentale que vous pourrez ensuite utiliser pour effectuer des additions. Contrairement à la hype sur l’entraînement et la stimulation du cerveau, il n’est pas toujours question d’augmenter une faculté, mais plutôt de libérer celle que vous possédez déjà ou de supprimer un bloc qui n’a pas de raison d’être actif dans ce contexte. » Le livre de Caroline Williams n’est pas un ouvrage de développement personnel, mais plutôt le récit d’une expérience personnelle. Elle donne quand même certains conseils à la fin de ses chapitres. Et pour les maths elle retrouve le point de vue de Maia Szalavitz et de Gary Marcus : on ne s’améliore qu’en pratiquant beaucoup et souvent. Décevant ? C’est la vie ! La méditation et l’exercice physique, indispensables ? Et si elle ne devait garder qu’une technique parmi toutes celles qu’elle a expérimentées ? Pour elle pas de doute, il s’agit de la méditation. Pourtant, elle n’était pas dénuée d’à priori sur cette technique, et notamment sur ses adeptes : »lorsque les gens qui pratiquent beaucoup la méditation vous expliquent à quel point ça fait du bien, ils le font toujours avec ce… regard. C’est le genre de regard que vous trouvez souvent sur les visages de religieux pieux qui espèrent vraiment que vous aussi, vous verrez la lumière. Il y a un sous-entendu légèrement suffisant qui implique qu’ils se sentent vraiment désolés que vous ne l’ayez pas encore trouvée, et pour une raison quelconque, cela me met incroyablement en colère ». Sa première séance, pourtant, n’a pas donné de résultats extraordinaires. Comme elle le raconte dans son « journal de méditation » qui ponctue les différents chapitres de son livre, ça ne s’est pas très bien passé : « Je rentre chez moi avec un léger mal de tête et une sensation de léthargie. Et je suis légèrement de mauvaise humeur pour le reste de la journée. Je ne fais pratiquement aucun travail – ce qui est agaçant, car une partie de l’objectif est de m’aider à me concentrer. J’ai lu les recherches, je sais que c’est une pratique censée être très bonne pour mon cerveau. Seulement, je ne suis pas sûre de l’apprécier. » Et pourtant, à la fin de son bouquin, elle revient largement sur cette mauvaise première impression : « Je suis consciente que cela semble être en contradiction avec ce que j’ai déjà dit à propos de l’existence d’un exercice cérébral capable de stimuler l’ensemble du cerveau. Et je continue à le penser – gardez votre argent dans votre poche et laissez les applications d’entraînement cérébral de côté pour le moment. D’un autre côté, si, comme moi, vous avez du mal à garder votre esprit concentré sur votre travail ou même à cerner ce qui vous stresse dans le monde, alors il me semble qu’il n’existe qu’un seul exercice pour renforcer le contrôle du cortex préfrontal – et c’est la méditation. » Une autre forme d’exercice a sa faveur, mais ce n’est pas un exercice mental. « Quand j’ai commencé tout cela, je recherchais l’équivalent cérébral d’un jogging autour du pâté de maisons et de 20 pompes. La bonne nouvelle est qu’il en existe un. La mauvaise nouvelle est qu’il s’agit d’un jogging autour du pâté de maisons et de 20 pompes. » En effet, l’exercice physique semble bien rester la seule option confirmée pour développer nos capacités cérébrales. Mais Caroline Williams en donne une explication : en effet, l’exercice favorise la création de diverses molécules impliquées dans la croissance, et notamment le BDNF, ou Facteur neurotrophique dérivé du cerveau, une protéine qui maintient la santé des neurones existants et favorise la création de nouveaux neurones. Reste à savoir quelle est la part de placebo dans tout cela ! Si apparemment l’efficacité de ces techniques semble réelle (mais rappelons que Caroline Williams a travaillé avec des laboratoires, en subissant des examens constants pour évaluer ses progrès), on peut s’interroger sur le rôle de la croyance dans cette efficacité. C’est ce que laisse penser une récente méta-analyse (c’est-à-dire une étude évaluant et synthétisant plusieurs travaux antérieurs) relatée par Education Week, qui semble montrer qu’introduire auprès des étudiants le concept de « neuroplasticité » suffit à convaincre ces derniers que leur esprit peut se modifier et facilite ainsi leur motivation pour l’étude des sciences, y compris les terrifiantes mathématiques. La neuroplasticité, il faut d’abord y croire !