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Soi corporel et illusions sensorielles : mécanismes cérébraux explorés par la réalité virtuelle
- Christian Pfeiffer
- Les quatre composantes du soi corporel : identification, localisation, perspective, agentivité
- Expériences extra-corporelles : observations cliniques et corrélats lésionnels
- Jonction temporo-pariétale et intégration multisensorielle
- Paradigme de l’illusion de corps entier en réalité virtuelle
- Agentivité et limites de la perception du mouvement propre
- Stimulation visuo-tactile synchrone et asynchrone en réalité virtuelle
- Robot tactile et conflit visuo-vestibulaire en décubitus
- Enregistrement de l’activité cérébrale par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle
- Prothèses intelligentes à interface nerveuse et embodiment d’outils robotiques
- Le soi corporel n’est pas une donnée stable : il se manipule par des signaux sensoriels contrôlés
- La jonction temporo-pariétale est un nœud d’intégration central, retrouvé en clinique et en imagerie fonctionnelle
- L’agentivité peut être perturbée même chez le sujet sain, signe de ses limites perceptives
- La compréhension de ces mécanismes ouvre des applications en prothèse et en chirurgie assistée
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Christian Pfeiffer, conférences publiques, 2014
Le soi corporel, c’est-à-dire le sentiment d’être ici et maintenant dans son propre corps, constitue une fonction cérébrale décomposable expérimentalement. Cette présentation issue des travaux de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en distingue quatre composantes : identification au corps, localisation dans l’espace, perspective subjective et agentivité. À partir des expériences extra-corporelles documentées en clinique neurologique et de paradigmes en réalité virtuelle chez le sujet sain, l’orateur montre comment l’intégration multisensorielle, sous-tendue par la jonction temporo-pariétale, génère cette représentation unifiée de soi. L’exposé débouche sur des applications médicales concrètes, des prothèses intelligentes restituant l’appartenance corporelle à la chirurgie robotique mini-invasive.
Définir le soi corporel : du concept philosophique au mécanisme cérébral
La conscience corporelle a longtemps relevé de la philosophie avant de devenir un objet de neurosciences cognitives. La définition opérationnelle retenue ici est celle du sentiment d’être ici et maintenant, ancré dans un corps physique localisé dans l’espace et dans le temps. Ce sentiment n’est pas permanent : il se perd chaque nuit dans le sommeil, et il peut être aboli chez certains patients vivants mais non conscients. Sa nature transitoire et dissociable en fait précisément un objet accessible à l’investigation biologique, là où l’approche purement théorique butait sur la question des mécanismes.
Le corps possède un double statut, à la fois objet physique comparable à n’importe quel objet du monde et entité vécue comme étant la sienne. Cette dualité justifie de décomposer le soi corporel en quatre composantes étudiables séparément : l’identification, c’est-à-dire la reconnaissance d’un corps comme le mien ; la localisation dans un volume tridimensionnel ; la perspective subjective à partir de laquelle toute perception s’organise ; et l’agentivité, le sentiment d’être l’auteur de ses propres actions. Normalement intégrées et perçues comme un tout, ces dimensions peuvent être dissociées expérimentalement, ce qui ouvre la voie à une cartographie de leurs substrats cérébraux.
Expériences extra-corporelles : du cas clinique au corrélat lésionnel
L’expérience extra-corporelle constitue l’exception qui révèle l’architecture du soi corporel. Rare mais documentée depuis plus de deux siècles, elle se caractérise par une localisation du soi hors du corps physique, le plus souvent en hauteur, avec un regard dirigé vers le bas et une perspective inversée d’environ cent quatre-vingts degrés. Le sujet s’identifie alors à un corps halluciné et non à son corps réel. Cette dissociation simultanée de l’identification, de la localisation et de la perspective en fait un modèle d’étude privilégié des mécanismes intégrateurs.
Les travaux du professeur Olaf Blanke, en neurologie à Genève, ont apporté une démonstration causale. Chez un patient porteur d’une épilepsie pharmacorésistante, exploré par électrodes intracérébrales en vue d’un repérage du foyer, la stimulation d’un site précis a déclenché spontanément une expérience extra-corporelle, là où d’autres sites évoquaient des sensations attendues comme le toucher, le mouvement ou des hallucinations auditives. Par ailleurs, l’analyse par imagerie par résonance magnétique (IRM) de huit patients présentant de telles expériences après des lésions cérébrales d’origines variées a mis en évidence une atteinte convergente de la région temporo-pariétale, établissant statistiquement le lien entre cette région et la perception de soi corporel.
La jonction temporo-pariétale, carrefour de l'intégration multisensorielle
La convergence des lésions vers la jonction temporo-pariétale prend tout son sens à la lumière du rôle de cette région. Elle est en effet reconnue comme un site d’intégration des signaux sensoriels multiples : tactiles, proprioceptifs, vestibulaires et visuels. Cette combinaison est nécessaire pour construire une représentation cohérente du corps et de l’espace environnant. Lorsque cette intégration est perturbée par une lésion, la représentation unifiée se fragmente et des états de soi corporel altéré, dont les expériences extra-corporelles, peuvent émerger.
L’hypothèse formulée est donc que la perturbation de l’intégration multisensorielle suffit à modifier le soi corporel. Cette hypothèse appelait une vérification chez le sujet sain, plus accessible que les patients fragiles et fatigables. La question de recherche s’est précisée ainsi : quels signaux sensoriels et moteurs, parmi la vision, le toucher, l’audition, la proprioception et l’équilibre, contribuent aux différentes composantes du soi corporel, et comment les manipuler de façon non invasive. La réalité virtuelle s’est imposée comme l’outil permettant d’introduire expérimentalement des illusions contrôlées.
L'illusion de corps entier : manipuler l'identification et la localisation
Le paradigme de l’illusion de corps entier permet d’induire chez le sujet sain une modification de l’identification corporelle. Le participant, équipé de lunettes tridimensionnelles, voit projetée devant lui l’image de son propre dos filmée à deux mètres de distance pendant que l’expérimentateur lui touche le dos. La synchronisation entre le toucher vu sur le corps virtuel et le toucher senti sur le dos réel détermine l’effet : en condition synchrone, le sujet s’identifie davantage au corps virtuel qu’en condition asynchrone, et localise paradoxalement le toucher senti deux mètres en avant, dans l’espace du corps virtuel.
La localisation du soi se trouve elle aussi déplacée. En demandant au participant, yeux fermés, de regagner sa position initiale après l’avoir déplacé dans la salle, on mesure une dérive systématique d’environ vingt centimètres en direction de l’avatar dans la condition synchrone. Cette manipulation conjointe de l’identification et de la localisation reproduit en laboratoire certains traits de l’expérience extra-corporelle. Elle démontre que des composantes habituellement vécues comme stables et propres au corps physique sont en réalité plastiques et dépendantes de la cohérence temporelle des signaux sensoriels.
Conflit visuo-vestibulaire et perception du mouvement propre
La perspective et l’équilibre ont été abordés par un conflit visuo-vestibulaire. Le système vestibulaire, composé des canaux semi-circulaires sensibles aux rotations de la tête et des otolithes sensibles à la gravité et aux mouvements linéaires, signale en permanence l’orientation du corps. En plaçant le participant en décubitus dorsal, position fréquente lors des expériences extra-corporelles, et en lui présentant une perspective visuelle renversée alors qu’un robot développé à l’EPFL lui touche le dos, on oppose l’information vestibulaire à l’information visuelle. Près de la moitié des sujets rapportent alors regarder vers le haut, l’autre moitié vers le bas, et la dérive mesurée suit la direction de la perspective ressentie, confirmant le lien entre perspective et localisation du soi.
L’agentivité, sentiment d’être l’auteur de ses actions, a été étudiée pendant la marche dans une arène de capture de mouvement. Le participant équipé de capteurs contrôle un avatar dont la direction peut être déviée à son insu ; il compense alors par une trajectoire opposée. La mesure des limites de la perception montre que pour une déviation faible, le sujet attribue correctement le mouvement vu à lui-même, mais qu’autour de treize degrés, soit la moitié de la déviation maximale testée, il commet fréquemment des erreurs d’attribution. Ce résultat établit que la perception de sa propre agentivité comporte une zone d’incertitude objectivable, même chez le sujet sain.
Substrats cérébraux et applications médicales
L’enregistrement de l’activité cérébrale par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, réalisé grâce au robot compatible avec le scanner, a confirmé le substrat de ces illusions. La manipulation de la synchronicité chez le sujet sain active une région bilatérale du cortex temporal, immédiatement adjacente à la zone lésée chez les patients présentant des expériences extra-corporelles. Cette convergence entre données lésionnelles et imagerie fonctionnelle conforte le rôle central de la jonction temporo-pariétale dans la sensation de soi corporel dans l’espace, au sein d’un réseau plus large impliquant aussi le cortex pariétal postérieur, le cortex frontal et des régions unisensorielles.
Ces connaissances ouvrent des applications médicales tangibles. Chez les personnes amputées, les prothèses échouent souvent à être ressenties comme une partie du corps, ce qui en limite l’usage ; le projet de prothèse intelligente développé par Silvestro Micera et Stéphanie Lacour vise à restituer le toucher via une interface nerveuse et, avec lui, le sentiment d’appartenance corporelle. La même logique d’embodiment s’applique à la chirurgie robotique mini-invasive, où restituer au chirurgien la sensation des outils permettrait une manipulation plus précise et moins invasive. La compréhension du soi corporel rejoint ainsi directement les enjeux de réhabilitation et d’assistance technique au geste médical.
Type de vidéo
Conférences publiques
Intervenants
Partie du corps
Maladies
Année
2014
Thème de l'évènement
Chirurgie:
Pathologie:
Tendinites; Douleurs chroniques; Troubles liés au matériel
Thèmatique:
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