De l’insecte à l’homme, la vitesse à laquelle nous avons accumulé des informations sur les systèmes nerveux au cours des 100 dernières années a été étonnante. Néanmoins, si l’on adoptait toujours le style intellectuel consistant à apprendre d’abord tout ce qu’il y a à savoir sur un sujet avant d’étudier ses nouvelles dimensions, les progrès futurs seraient lents. Contrairement à de nombreuses autres disciplines, les neurosciences ne bénéficient pas actuellement du luxe d’un ensemble convenu de questions à résoudre. C’était l’Ouest sauvage, indompté et sans rênes, et, à bien des égards, cela continue d’être le cas.

Roger W. Sperry, peut-être le premier scientifique du cerveau du siècle dernier, a toujours plongé en avant avec le sentiment « Essayez-le. Et ne lisez pas la littérature avant d’avoir fait vos observations. Sinon, vous pouvez être aveuglé par un dogme préexistant ». C’est sûrement une paraphrase de ce qu’il m’a dit cent fois, et c’est ainsi que nous fonctionnions en ces délicieux jours d’insouciance et d’exploration à Caltech. « Essayez. »

Le laboratoire Sperry tournait à plein régime avec des expériences de toutes sortes sur ce qu’on appelle le « split-brain » (1). Les chats et les singes étaient les animaux principaux, et les résultats étaient clairs et fascinants. Entraîner un côté du cerveau à une tâche sensorielle, et l’autre côté n’en savait rien. La préparation standard consistait à diviser le chiasma optique en son milieu, de sorte que les informations exposées à un œil ne soient projetées que dans la moitié ipsilatérale du cerveau. De tels animaux apprenaient facilement une tâche et pouvaient aisément l’exécuter par l’œil non entraîné à l’origine. Cependant, si, en plus de la section médiane du chiasma, on sectionnait le corps calleux et la commissure antérieure, le phénomène du cerveau divisé se présentait. Dans cette condition, l’hémisphère non entraîné restait ignorant de la tâche apprise par l’autre moitié du cerveau. C’était comme si deux systèmes mentaux cohabitaient dans une seule tête. Aussi fascinants que soient ces résultats, ils semblaient incohérents lorsqu’ils étaient considérés dans le contexte du comportement humain. Une main gauche ne pourrait-elle pas savoir ce que tient la main droite ? Grotesque.

En 1960, j’ai eu la chance de me présenter à Caltech grâce à une bourse d’été de la National Science Foundation (NSF) pour étudier avec Sperry. J’ai été attiré au laboratoire par un intérêt pour la question de la spécificité des neurones. Une chose en entraînant une autre, j’ai commencé mes études supérieures à Caltech l’été suivant. Ma première mission consistait à préparer un ensemble d’études pour un patient humain, W.J., sur lequel un résident en neurochirurgie, Joseph E. Bogen, travaillait pour sectionner le corps calleux afin de traiter une épilepsie grave.

En repensant à ces premiers jours, il est difficile d’exagérer la nature aventureuse de notre projet. Personne ne pensait que le patient fournirait réellement la preuve que l’esprit pouvait être divisé. Quelques semaines plus tôt, un cas d’agénésie callosique, une malformation congénitale caractérisée par l’absence totale ou partielle du corps calleux, était passé par le laboratoire et rien ne semblait sortir de l’ordinaire. D’un point de vue plus général, même si l’un des plus grands neurobiologistes du monde était impliqué, ni Sperry ni moi, un nouvel étudiant diplômé, n’avions d’expérience significative dans l’examen des patients. Pour d’autres, cela aurait pu sembler être un jeu de dupes et une perte de temps. Cependant, ce n’était pas le cas, car à Caltech, l’attitude était toujours « essayez-le ».

L’aventure a donc continué. Tout d’abord, sans surprise, les tests préopératoires ont confirmé que les deux hémisphères du cas W.J. étaient normalement connectés : chaque main savait ce qu’il y avait dans l’autre, et chaque cortex visuel était connecté de façon transparente à l’autre. L’idée même qu’il puisse en être autrement était absurde. Une fois toutes les études terminées, nous avons mis le travail de côté et sommes passés à d’autres projets de recherche portant sur les systèmes de mémoire des primates non humains, les voies corticales impliquées dans la coordination œil-main, et bien plus encore. Quelques mois plus tard, nos intérêts ont changé pour revenir au cas W.J. Le vétéran de la Seconde Guerre mondiale s’était bien remis de son opération et était prêt à être testé à nouveau.

Le grand test est arrivé par une journée ensoleillée de Pasadena. W.J. a été roulé jusqu’à l’entrée du bâtiment de biologie sur l’avenue San Pasquale. Toujours en convalescence après une opération, W.J. utilise un fauteuil roulant pour se déplacer. Il porte toujours son casque, qu’il a porté pour se protéger des chutes éventuelles liées à des crises d’épilepsie. Ce vétéran de la Seconde Guerre mondiale, qui a été assommé par un coup de crosse d’un fusil allemand après un saut en parachute derrière les lignes ennemies, allait-il révéler un profond secret ? Cela semble peu probable. La matinée commence assez modestement. Il n’y a pas eu de roulement de tambour lorsque nous sommes entrés dans le bâtiment. En fait, on m’a laissé seul pour faire les tests. Des tests qui se sont avérés époustouflants. Il l’est encore aujourd’hui. Voici comment j’ai récemment décrit ce moment (2):M.S.G. : Fixe-toi sur le point.W.J. : Tu veux dire le petit bout de papier collé sur l’écran ? M.S.G. : Oui, c’est un point….. Regardez-le bien. W.J. : D’accord.

Je m’assure qu’il regarde bien le point et je lui montre l’image d’un objet simple, un carré, qui est placé à droite du point pendant exactement 100 millisecondes. En étant placée à cet endroit, l’image est dirigée vers son demi-cerveau gauche, son cerveau parlant.M.S.G. : Qu’avez-vous vu ? W.J. : Une boîte.M.S.G. : Bien, on recommence. Fixez le point. W.J. : Vous voulez dire le petit morceau de ruban adhésif ? M.S.G. : Oui, je le veux. Maintenant, fixez.

De nouveau, je flashe l’image d’un autre carré mais cette fois à gauche de son point fixé, et cette image est transmise exclusivement à son cerveau droit, un demi-cerveau qui ne parle pas (2). En raison de la chirurgie spéciale que W.J. avait subie, son cerveau droit, dont les fibres de connexion à l’hémisphère gauche avaient été sectionnées, ne pouvait plus communiquer avec son cerveau gauche. Ce fut le moment décisif. Le cœur battant la chamade, la bouche sèche, j’ai demandé à M.S.G. : Qu’as-tu vu ? W.J. : Rien.M.S.G. : Rien ? Vous n’avez rien vu ? W.J. : Rien.

Mon cœur s’emballe. Je commence à transpirer. Est-ce que je viens de voir deux cerveaux, c’est-à-dire deux esprits travaillant séparément dans une seule tête ? L’un pouvait parler, l’autre non. C’est ce qui se passait ? W.J. : Vous voulez que je fasse autre chose ? M.S.G. : Oui, juste une minute.

Je trouve rapidement des diapositives encore plus simples qui ne projettent que des petits cercles uniques sur l’écran. Chaque diapositive projette un cercle mais à des endroits différents sur chaque essai. Que se passerait-il si on lui demandait simplement de montrer du doigt tout ce qu’il voit ? M.S.G. : Bill, montre simplement ce que tu vois. W.J. : Sur l’écran ? M.S.G. : Oui, et utilisez la main qui vous semble la plus appropriée : Ok.M.S.G. : Fixe le point.

Un cercle est flashé à droite de la fixation, permettant à son cerveau gauche de le voir. Sa main droite se lève de la table et pointe vers l’endroit où le cercle a été sur l’écran. Nous faisons cela pour un certain nombre d’essais où le cercle clignotant apparaît d’un côté ou de l’autre de l’écran. Cela n’a pas d’importance. Lorsque le cercle se trouve à droite de la fixation, la main droite, contrôlée par l’hémisphère gauche, le montre du doigt. Lorsque le cercle est à gauche de la fixation, c’est la main gauche, contrôlée par l’hémisphère droit, qui le désigne. L’une ou l’autre main pointe vers le bon endroit sur l’écran. Cela signifie que chaque hémisphère voit un cercle lorsqu’il se trouve dans le champ visuel opposé, et que chacun, séparément de l’autre, pourrait guider le bras/la main qu’il contrôle, pour qu’il réagisse. Cependant, seul l’hémisphère gauche peut en parler. Je peux à peine me contenir. Oh, la douceur de la découverte.

C’est ainsi que commence une ligne de recherche qui, vingt ans plus tard, presque jour pour jour, sera récompensée par le prix Nobel (3).

Le compte-rendu des découvertes de ce jour-là, ainsi que de nombreuses autres découvertes du même jour, a été rapporté pour la première fois dans un article désormais classique publié dans PNAS en 1962 (4). C’est cet article qui a lancé 50 ans de recherches intenses sur les mécanismes cérébraux qui sous-tendent l’expérience consciente humaine. Toutes les connaissances qui ont été révélées par la suite sont le produit de l’idée de « juste essayer », incarnée dans cet article.

Alors que la découverte qu’un chirurgien pouvait apparemment créer deux esprits à partir d’un seul s’est lentement infiltrée dans nos propres esprits, la pensée que la conscience elle-même pourrait être étudiée par les psychobiologistes, comme nous étions tous appelés à l’époque, a gagné en traction. D’autres patients ont été étudiés et, bien que confirmant toujours les résultats initiaux, chacun d’entre eux a apporté de nouvelles informations. Outre la division du système visuel, il est apparu clairement qu’il en allait de même pour le système somatosensoriel, le système moteur et, plus étonnant encore, pour les systèmes perceptifs et cognitifs des cerveaux gauche et droit. Nous avons travaillé à un rythme effréné. C’était comme pêcher dans un étang approvisionné. Chaque fois que nous plongions dans l’inconnu, nous attrapions un poisson.

Au fil des années, de nombreux jeunes scientifiques talentueux se sont formés à Caltech, et d’autres chercheurs chevronnés nous ont rendu visite pour étudier les patients. J’ai déménagé sur la côte Est et, par chance, j’ai commencé à tester une nouvelle série de patients à la faculté de médecine de Dartmouth. La connaissance des types de processus mentaux qui pouvaient être intégrés à travers le grand fossé créé par la chirurgie, tels que les processus émotionnels et attentionnels, a permis de renforcer les fondements de la réflexion sur la biologie sous-jacente de l’expérience consciente. Dans l’ensemble, les dizaines et dizaines d’études ont révélé l’organisation parallèle et distribuée du cerveau humain, même si le sentiment d’unité psychologique du patient restait intact.

Les résultats originaux étaient-ils le produit d’une tempête parfaite ? Il est certain que la culture de Caltech pour la découverte, le risque et l’aventure intellectuelle était palpable. Il se trouve que je vivais dans une maison à étages qui, des années auparavant, avait abrité Howard Temin, Matt Meselson et Sidney Coleman. Richard Feynman avait l’habitude de venir à nos fêtes et, lors d’une soirée mémorable, il s’est approché de moi et m’a dit : « Vous pouvez me fendre le cerveau si vous pouvez me garantir que je pourrai faire de la physique après. » En riant, j’ai dit, « Je le garantis. » Rapide comme l’éclair, Feynman a tendu sa main gauche et sa main droite pour me serrer la main ! L’atmosphère d’attente pour faire un travail important pendant ces jours de découverte n’avait rien à voir avec ce que j’avais connu auparavant ou depuis.

Voici 50 ans plus tard avec un véritable Who’s Who de la biologie ayant lancé des tentatives pour comprendre comment penser à la biologie de la conscience (voir Inner Workings : Discovering the split mind à la page 18097). Francis Crick et Gerald Edelman, Wolf Singer et Jean Pierre Changeux, pour n’en citer que quelques-uns, ont tous contribué à cette quête de compréhension et l’ont encouragée. Je sais qu’ils se sont tous inspirés de Sperry et des travaux sur le dédoublement du cerveau. Aujourd’hui, il est encore obsédant et stimulant de réfléchir à la question : qu’est-ce que cela signifie que l’on peut diviser l’esprit ?

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