Qu’ont en commun le « père » des neurosciences moderne, le neuroanatomiste espagnol Santiago Ramón y Cajal, et une étude récente démontrant le rôle essentiel d'un faisceau de fibres nerveuses dans notre capacité à nous mettre « dans la tête des autres » ? Pas grand-chose à première vue. Pourtant, les deux sujets se rejoignent avec un peu d’imagination. Enfin, à vous de juger en lisant ce billet...

Son point de départ est un article passionnant intitulé « The Hundred Trillion Stories in Your Head », de Benjamin Ehrlich, l’auteur du récent ouvrage The Dreams of Santiago Ramón Cajal. Ehrlich y relate l’enfance de Cajal dans l’aride province espagnole de l’Aragón. Il explique surtout comment le petit Ramón, pour tromper son ennui, se réfugiait dans les quelques grandes œuvres de fiction (Dumas, Hugo, Cervantes…) qui avaient échappé à la vigilance de son père chirurgien qui avait peu de considération pour la fiction, pour dire le moins.

Or selon Ehrlich, c’est précisément cette faculté qu’a développée Cajal durant son enfance de se mettre dans la peau de personnages qui expliquerait en partie le regard nouveau qu’il a su porter sur les neurones. En clair : qu’il s’agissait d’entités indépendantes, ayant chacun leur forme propre et leur « personnalité », contrairement à la théorie du réticulum qui était alors admise (p.106 à 110 de ce lien).

Cette idée que le système nerveux était un vaste continuum, une sorte de toile d’araignée ponctuée de « nœuds » (les futurs corps cellulaires…) était d’ailleurs défendue par Camillo Golgi qui reçut le prix Nobel de médecine conjointement avec Cajal en 1906. Lors de son discours de réception, Cajal défendit plutôt sa théorie du neurone où ceux-ci sont vus comme des cellules distinctes. Les décennies suivantes allaient lui donner raison.

Mais revenons à l’article d’Ehrlich. Ce qui est intéressant dans son interprétation de l’œuvre de Cajal, c’est qu’Ehrlich croit que c’est en « anthropomorphisant » d’une certaine manière les neurones (comme les différents personnages d’une fiction), en leur donnant une certaine intentionnalité (chose généralement à éviter pour faire de la bonne science…), qu’il a pu aller plus loin que tous ses contemporains. Qu’il a pu pressentir, en fait, la vie propre de chaque cellule qui constitue un organisme multicellulaire, et en particulier les propriétés particulières des innombrables types de neurone de notre cerveau.

Et c’est ici qu’on peut voir l’étude qui vient d’être publiée dans Nature Communications comme un sympathique clin d’œil à cet aspect peu connu de la vie de Cajal. Intitulée « White matter maturation is associated with the emergence of Theory of Mind in early childhood”, cette étude a utilisé la technique de l’imagerie de diffusion pour montrer qu’une maturation suffisante d’un faisceau de fibres nerveuses reliant des régions impliquées dans l’évaluation de la pensée des autres est nécessaire pour qu’un enfant d’environ 4 ans acquiert cette faculté désignée en psychologie par l’expression « théorie de l’esprit » (« theory of mind », en anglais).

Pour évoquer le phénomène rapidement, imaginez deux enfants dans une pièce qui voient un adulte mettre un objet dans une boîte. L’un des deux enfants sort alors de la pièce. Pendant ce temps,  l’adulte change l’objet de place en le mettant dans une autre boîte. On demande alors à l’enfant resté dans la pièce où son petit camarade va regarder pour retrouver l’objet lorsqu’il reviendra dans la pièce. À 3 ans, les enfants disent généralement qu’il va regarder dans la 2e boîte puisqu’il vient lui-même de voir l’adulte mettre l’objet dans cette seconde boîte. Il est donc incapable encore de se mettre dans la tête de son petit compagnon qui, lui, n’a pas vu l’adulte faire le changement. Ce n’est que vers 4 ans que les enfants acquièrent cette capacité en disant que son petit camarade va regarder dans la première boîte.

Or ce que Charlotte Grosse Wiesmann et son équipe ont mis en évidence, c’est que la maturation du faisceau arqué reliant des régions à la jonction des lobes temporaux et pariétaux à des régions préfrontales médianes du cortex coïncidait avec cette capacité de se mettre dans la peau d’une autre personne. Ou encore d’un personnage de roman, puisque d’autres études ont montré que les mêmes activités cérébrales étaient alors à l’œuvre.

Et c’est ainsi que plus d’un siècle plus tard, on peut visualiser avec des techniques d’imagerie dont Cajal n’aurait pu imaginer les principes complexes, le faisceau que l’auteur des remarquables dessins du premier grand catalogue neuronal de notre cerveau activait dès son jeune âge en lisant de la fiction, et plus tard en imaginant la personnalité propre des cellules nerveuse qu’il observait dans son petit microscope à la fin du XIXe siècle…

Je me demande d’ailleurs ce qu’il aurait pensé de cette histoire et des images colorées des fins prolongements axonaux du faisceau arqué (en vert sur l’image plus haut). Chose certaine, malgré leurs belles couleurs, les clichés de l’imagerie cérébrale moderne n’ont rien à envier à l’esthétisme graphique des dessins de Cajal.

Ehrlich raconte en plus qu’il dessinait souvent ses neurones de mémoire, après avoir pris une marche entre deux séances d’observation, donc avec probablement une abstraction conceptuelle lui permettant d’en saisir si parfaitement l’essentiel de la forme générale. Une forme « fictive » qui, comme bien des fictions, nous en a dit beaucoup sur la réalité.