Le LSD dissout la frontière entre la perception et la pensée

Une nouvelle étude de l'Université des postes et télécommunications de Pékin, publiée dans PLOS Computational Biology, offre l'une des images les plus claires à ce jour de la manière dont le LSD réorganise le cerveau au niveau des circuits individuels.

Une fois de plus, l'histoire ne montre pas que le LSD se contente de survolter le cerveau. En réalité, le LSD modifie les zones du cerveau qui s'expriment, ainsi que leur volume sonore.

L'étude

L'étude

L'équipe de recherche, menée par Lingyu Zhang, s'est appuyée sur un ensemble de données existant concernant 15 adultes en bonne santé. Chacun d'eux a été scanné à deux reprises lors de journées distinctes : une fois après l'injection d'un placebo, et une autre fois après l'injection intraveineuse de LSD.

Mesurer directement l'équilibre entre l'activité excitatrice et inhibitrice au sein d'un cerveau humain vivant dépasse les capacités actuelles des technologies d'imagerie. Pour contourner cette limite, l'équipe a combiné les données d'IRM fonctionnelle avec un modèle informatique. Elle a utilisé les connexions structurelles connues du cortex pour estimer avec précision le ratio excitation/inhibition (E/I), région par région.

Sous placebo : Le cerveau s'est comporté exactement comme le prédisent des décennies de recherche sur l'état de repos. Il naviguait de manière fluide entre des états distincts et spécialisés. Les réseaux de traitement sensoriel s'occupaient d'un ensemble de tâches, tandis que le réseau du mode par défaut (le siège du vagabondage mental, de la mémoire et de la pensée auto-référentielle) s'occupaient d'un autre, chacun restant strictement dans sa voie.

Sous LSD : Ce cloisonnement s'est effondré. Les chercheurs ont mesuré une augmentation marquée de la synchronie cérébrale globale. Au lieu que différents réseaux fonctionnent de manière semi-indépendante, de vastes portions du cortex ont commencé à s'activer ensemble selon un rythme unifié. Une fois ce stade de haute synchronisation atteint, le cerveau était beaucoup moins susceptible de retourner dans ses schémas habituels, spécialisés et compartimentés. Cet état unifié agissait presque comme un bassin d'attraction dans lequel le cerveau ne cessait de glisser.

Sens en baisse, abstraction en hausse

Le modèle informatique apporte une explication mécanique à ce phénomène. Le LSD n'a pas modifié le ratio E/I de manière uniforme sur l'ensemble du cortex ; il l'a déplacé dans des directions opposées selon les régions :

Dans les zones chargées du traitement sensoriel et moteur de base, l'inhibition s'est considérablement renforcée. Ces régions sont donc devenues moins excitables et moins ancrées dans les stimuli sensorielles bruts.

Dans les régions associatives (les parties du cortex responsables de la pensée abstraite, de l'auto-réflexion et de l'introspection), le schéma s'est inversé. Le ratio excitation/inhibition a augmenté, rendant ces zones plus actives et moins contraintes.

Le résultat est une sorte de nivellement. Les régions sensorielles deviennent plus silencieuses et moins verrouillées sur ce qui provient réellement des yeux et des oreilles. Les régions associatives, quant à elles, deviennent plus bruyantes et moins disciplinées par leur contrôle descendant habituel. L'écart fonctionnel qui sépare d'ordinaire la perception concrète de la cognition abstraite se réduit, et semble même s'effondrer presque entièrement dans certains cas.

Cette observation correspond remarquablement bien à l'expérience subjective décrite par les usagers de psychédéliques depuis des décennies : une dissolution du sentiment de soi, des perceptions sensorielles qui semblent chargées de sens plutôt que simplement reçues, et une pensée qui se comporte davantage comme une perception, et vice-versa.

La perturbation

Fait notable, les chercheurs ont découvert que cette cascade semble débuter dans les cortex sensoriels et moteurs plutôt que dans les zones associatives. La mise sous silence de ces premières zones de traitement sensoriel semble se propager vers le haut de la hiérarchie corticale, perturbant les réseaux d'ordre supérieur qui imposent habituellement une structure descendante à la cognition.

En d'autres termes, la désorientation de l'état psychédélique pourrait commencer par une diminution du contact de base du cerveau avec le monde extérieur, tout le reste découlant de ce premier dérèglement.

La chimie confirme également cette hypothèse. Le mécanisme principal du LSD passe par le récepteur de la sérotonine 5-HT2A, qui déclenche des modifications dans la libération de glutamate (le principal neurotransmetteur excitateur du cerveau). L'équipe a constaté que sa carte modélisée de la perturbation E/I suivait de très près les distributions anatomiques connues des récepteurs de la sérotonine et du glutamate à travers le cortex, offrant un fil conducteur biologique plausible allant de la liaison aux récepteurs jusqu'à la réorganisation globale de la synchronie cérébrale.

Prudence scientifique

Les auteurs restent prudents quant à la portée de ces résultats. L'échantillon était de taille réduite (seulement 15 participants), et des études plus vastes seront nécessaires avant de pouvoir généraliser ces conclusions en toute confiance. De plus, le modèle a totalement exclu les structures sous-corticales, notamment le thalamus. Ce dernier a pourtant été identifié par des recherches antérieures comme un élément central de la manière dont les hallucinogènes altèrent la perception, et il devra être intégré pour obtenir une image complète.

L'étude n'a pas non plus corrélé ces changements cérébraux avec les rapports subjectifs des participants sur ce qu'ils ressentaient sur le moment. Les chercheurs ont eux-mêmes identifié cette corrélation comme la prochaine étape naturelle de leurs travaux.

Une vision d'ensemble

Malgré ces limites, cette étude apporte une contribution significative à la compréhension de plus en plus solide du fonctionnement des psychédéliques classiques. Parallèlement aux récentes découvertes électrophysiologiques sur les neurones pyramidaux de la couche 5, la temporalité et la réorganisation des réseaux, cette recherche renforce une idée clé : le cerveau sous psychédéliques n'est pas un cerveau plus bruyant.

C'est un cerveau où les barrières habituelles entre les systèmes (entre le sensoriel et l'abstrait, entre le soi et le monde) s'effondrent, du moins pendant quelques heures, révélant ainsi à quel point la conscience ordinaire dépend du maintien de ces frontières. Source: Lysergic acid diethylamide-derived excitatory/inhibitory ratio change enhances global synchrony in functional brain dynamics DO:/10.1371/journal.pcbi.1013822