Découvrez comment l’empathie trouve son origine dans les systèmes de neurones miroirs, qui s’activent aussi bien lorsque nous agissons que lorsque nous observons les autres. Des études EEG portant sur l’« onde mu » révèlent une suppression neuronale pendant l’action et l’observation, offrant ainsi un moyen non invasif d’étudier l’empathie. Les recherches établissent un lien entre ce mécanisme et la compréhension sociale, les particularités de l’autisme, l’identification aux médias et les futures applications des interfaces cerveau-ordinateur.
Table of Contents
« Nous sommes des êtres sociaux. Notre survie dépend de notre capacité à comprendre les actions, les intentions et les émotions des autres. Les neurones miroirs nous permettent de comprendre l’esprit des autres, non seulement par le raisonnement conceptuel, mais aussi par l’imitation. C’est une question de ressenti, pas de réflexion.»
– Giacomo Rizzolatti, neuroscientifique émérite qui a contribué à la découverte des neurones miroirs
L’empathie est essentielle dans la vie en société. C’est la capacité à reconnaître, à comprendre et à partager les sentiments des autres. Cette capacité à sortir de soi-même et à se mettre à la place des autres nous motive et nous aide à coopérer et à tisser des liens au sein de nos communautés et de la société dans son ensemble.
La manière dont nous percevons automatiquement les émotions d’autrui par le biais de l’empathie constitue une question fascinante en philosophie de l’esprit, et plus récemment dans les domaines des neurosciences et de la cognition sociale.
L’empathie humaine : le système des neurones miroirs et l’EEG
Une avancée majeure a été réalisée dans l’étude de l’empathie il y a environ vingt ans, lorsque des neuroscientifiques de l’université de Parme, parmi lesquels Giacomo Rizzolatti, ont découvert un groupe de neurones dans le cerveau d’un singe qui s’activait lorsque celui-ci était à la fois l’acteur et l’observateur d’une même action (di Pellegrino et al., 1992). Il était surprenant que des neurones moteurs, que l’on croyait auparavant responsables uniquement de ses propres actions, soient également actifs lors de l’observation de l’action chez un autre être.
Les chercheurs ont baptisé ce type de cellules cérébrales « neurones miroirs », en raison de leur capacité à reproduire les actions observées. Des résultats similaires ont été confirmés par des études menées sur des humains, démontrant l’existence d’un système sophistiqué de neurones miroirs chez chacun d’entre nous.
Les résultats ont montré que lorsque nous observons quelqu’un accomplir un acte visant un objectif précis, les motoneurones qui contrôlent exactement les mêmes groupes musculaires que ceux que nous utiliserions si nous devions effectuer le même mouvement voient leur excitabilité augmenter, ce qui signifie qu’ils s’activent.
Selon les auteurs Vittorio Gallese et Alvin Goldman, « chaque fois que nous observons quelqu’un accomplir une action, les mêmes circuits moteurs qui sont sollicités lorsque nous accomplissons nous-mêmes cette action sont activés simultanément » (Gallese & Goldman, 1998, p. 3).
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que la fonction d’un tel système de neurones miroirs consistait à détecter les états mentaux d’autres organismes présents dans l’environnement en simulant leurs mouvements. Vittorio Gallese a ensuite développé une théorie qui présente le système des neurones miroirs comme un mécanisme d’empathie. La théorie de la simulation de l’empathie suggère que les neurones miroirs nous permettent de simuler l’action d’autrui, ce qui nous conduit à comprendre l’intention qui se cache derrière son comportement observable, à l’imiter et, enfin, à faire preuve d’empathie à son égard.
Comment étudier l’empathie ? – « Mu Wave »
Comment étudier l’empathie et l’activité des neurones miroirs chez l’être humain sans avoir recours à des enregistrements invasifs au niveau cellulaire ou à des technologies fixes coûteuses telles que l’IRMf ? L’EEG s’est imposé comme une méthode pratique et abordable pour mesurer l’activité des neurones miroirs chez l’être humain.
Pour en savoir plus : Qu’est-ce que l’EEG (électroencéphalographie) et comment fonctionne-t-il ?
Des chercheurs ont découvert qu’un rythme alpha spécifique, présent dans certaines régions du cerveau, indiquerait probablement l’activité des neurones miroirs. Ce rythme, appelé « onde mu », est observé chaque fois qu’une personne est au repos physique et mental (Pfurtscheller et al., 2016). L’onde mu est supprimée lorsqu’on demande à la personne d’effectuer un mouvement. Il est intéressant de noter que l’onde mu disparaît également lorsque la personne observe quelqu’un d’autre en train d’exécuter cette action, ce qui démontre la caractéristique de mise en miroir (Muthukumaraswamy, Johnson et McNair, 2004).
Une méta-analyse réalisée par Fox et ses collègues (2016) a révélé que 85 études ayant mesuré le rythme mu présentaient des effets statistiquement significatifs concernant la suppression de l’activité mu pendant l’exécution et l’observation d’actions, ce qui a permis de conclure que l’utilisation de la suppression du rythme mu constitue un moyen valable, au moins pour évaluer l’activité des neurones miroirs dans ces paradigmes spécifiques. À l’appui de cette conclusion, une autre découverte solide concernant le rythme mu a été mise en évidence dans le cadre de la recherche sur l’autisme.
De nombreuses études ont montré que les personnes atteintes de troubles du spectre autistique ne présentent pas de suppression mu lorsqu’elles observent des actions ou effectuent des tâches d’empathie, ce qui corrobore les résultats antérieurs concernant l’activité anormale des neurones miroirs chez cette population (Bernier, Dawson, Webb et Murias, 2007). Par exemple, dans un article très cité, des chercheurs ont montré que les sujets atteints de troubles du spectre autistique ne présentaient pas de suppression mu lorsqu’ils observaient des mouvements de la main, contrairement aux témoins sains (Oberman et al., 2005). L’absence d’activité des neurones miroirs s’est avérée particulièrement fréquente chez les sujets autistes face à des personnes inconnues. Les témoins sains présentaient une activité des neurones miroirs face à n’importe quelle personne, qu’elle leur soit familière ou non.
Implications de la « Mu Wave » pour la recherche
D’un point de vue pratique, le rythme mu peut être utilisé de manière intéressante et novatrice, par exemple pour quantifier l’identification sociale à un personnage dans une publicité, une série télévisée ou un film. En effet, l’une des toutes premières descriptions du rythme mu provient d’une étude qui a précisément démontré cet effet d’identification cinématographique (Gastaut & Bert, 1954). Les chercheurs ont émis l’hypothèse que le rythme mu pourrait être un indicateur de l’intensité avec laquelle un observateur s’identifie à un acte observé. Par exemple, l’efficacité des campagnes de dons et de causes sociales pourrait être évaluée en fonction du degré d’identification qu’elles suscitent chez les spectateurs.
Les développements dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur (BCI) sont également prometteurs pour les personnes gravement paralysées ou handicapées, car ils pourraient leur permettre de mieux communiquer et d’interagir avec des machines. La capacité à imiter les mouvements dans cette région du cerveau, qui peuvent être interprétés par des signaux biologiques communiquant avec le matériel, pourrait faciliter la mobilité, l’utilisation de machines et la robotique (Pfurtscheller, Gert & Neuper, 2010). Bien que cette technologie en soit encore au stade expérimental, ses applications peuvent être utilisées dans d’autres domaines de l’interaction homme-machine, tels que les jeux en réalité virtuelle, les simulations, la kinésithérapie, la psychologie, les sciences sociales et d’autres disciplines des neurosciences.
En conclusion, le fonctionnement des neurones miroirs chez l’être humain et la découverte de l’onde mu pour l’étude de l’empathie constituent des avancées majeures dans le domaine des neurosciences sociales. Même si les découvertes initiales de ces dernières décennies sont impressionnantes, de nombreuses questions restent encore sans réponse dans ce domaine. Par exemple, dans quelle mesure les neurones miroirs présentent-ils un dysfonctionnement chez les populations souffrant de troubles de la mentalisation et de l’empathie, comme c’est le cas dans l’autisme sévère ou chez les personnes présentant des personnalités narcissiques ou psychopathiques ? Quels traitements et interventions peuvent être utilisés pour stimuler l’activité des neurones miroirs, dans le but potentiel d’accroître l’empathie ? Ces questions appellent à davantage de recherches dans ce domaine prometteur.
Références
Bernier, R., Dawson, G., Webb, S., & Murias, M. (2007). Le rythme mu de l’EEG et les troubles de l’imitation chez les personnes atteintes de troubles du spectre autistique. Brain and cognition, 64(3), 228–237. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2007.03.004
di Pellegrino G, Fadiga L, Fogassi L, Gallese V, Rizzolatti G. Comprendre les événements moteurs : une étude neurophysiologique. Experimental Brain Research. 1992 ; 91 : 176-180.
Fox, N. A., Bakermans-Kranenburg, M. J., Yoo, K. H., Bowman, L. C., Cannon, E. N., Vanderwert, R. E., … & Van IJzendoorn, M. H. (2016). Évaluation de l’activité miroitante chez l’humain à l’aide du rythme mu de l’EEG : une méta-analyse. Psychological Bulletin, 142(3), 291.
Gallese, V., & Goldman, A. (1998). Les neurones miroirs et la théorie de la simulation de la lecture de l’esprit. Trends in cognitive sciences, 2(12), 493-501.
Gastaut, H. J., & Bert, J. (1954). Modifications de l’EEG pendant la projection d’un film. Clinical Neurophysiology, 6, 433–444
Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W., & McNair, N. A. (2004). Modulation du rythme mu lors de l’observation d’une préhension dirigée vers un objet. Cognitive Brain Research, 19(2), 195-201.
Oberman, L. M., Hubbard, E. M., McCleery, J. P., Altschuler, E. L., Ramachandran, V. S., & Pineda, J. A. (2005). Preuves EEG d’un dysfonctionnement des neurones miroirs dans les troubles du spectre autistique. Cognitive Brain Research, 24(2), 190-198.
Pfurtscheller, G., Brunner, C., Schlögl, A., & Da Silva, F. L. (2006). (Dé)synchronisation du rythme mu et classification EEG par essai unique de différentes tâches d’imagerie motrice. NeuroImage, 31(1), 153-159.
Pfurtscheller, Gert ; Christa Neuper (2010). « Interfaces cerveau-ordinateur basées sur l’EEG ». Dans Schomer, Donald L. ; Fernando H. Lopes da Silva (dir.). L’électroencéphalographie de Niedermeyer : principes fondamentaux, applications cliniques et domaines connexes (6e éd.). Philadelphie, Pennsylvanie : Lippincott Williams & Wilkins. pp. 1227–1236. ISBN 978-0-7817-8942-4.
