À l'été 1991, le neuroscientifique Vittorio Gallese étudiait la façon dont le mouvement est représenté dans le cerveau lorsqu'il a remarqué quelque chose d'étrange. Lui et son conseiller de recherche, Giacomo Rizzolatti, de l'Université de Parme, suivaient les neurones qui devenaient actifs lorsque les singes interagissaient avec certains objets. Comme les scientifiques l'avaient déjà observé, les mêmes neurones se déclenchaient lorsque les singes remarquaient les objets ou les ramassaient.

Mais ensuite, les neurones ont fait quelque chose auquel les chercheurs ne s'attendaient pas. Avant le début officiel de l'expérience, Gallese a saisi les objets pour les montrer à un singe. À ce moment-là, l’activité a augmenté dans les mêmes neurones qui s’étaient déclenchés lorsque le singe avait saisi les objets. C’était la première fois que quelqu’un observait des neurones coder des informations à la fois pour une action et pour un autre individu effectuant cette action.

Ces neurones faisaient penser à un miroir aux chercheurs : les actions observées par les singes se reflétaient dans leur cerveau à travers ces cellules motrices particulières. En 1992, Gallese et Rizzolatti décrite en premier lieu les cellules du journal Recherche expérimentale sur le cerveau et puis en 1996 les a nommés « neurones miroirs » dans Cerveau.

Les chercheurs savaient qu’ils avaient trouvé quelque chose d’intéressant, mais rien n’aurait pu les préparer à la réaction du reste du monde. Dix ans après la découverte, l’idée d’un neurone miroir était devenue le rare concept neuroscientifique capable de captiver l’imagination du public. De 10 à 2002, des scientifiques de toutes disciplines se sont joints aux vulgarisateurs scientifiques pour faire du sensationnalisme sur ces cellules, leur attribuant davantage de propriétés pour expliquer de tels phénomènes. comportements humains complexes as empathie, altruisme, apprentissage, imitation, autisme et la parole.

Puis, presque aussi rapidement que les neurones miroirs ont fait leur apparition, des doutes scientifiques quant à leur pouvoir explicatif se sont glissés. En quelques années, ces cellules de célébrités ont été classées dans le tiroir des découvertes trop promises et sous-réalisées.

Pourtant, les résultats expérimentaux originaux sont toujours valables. Les neurones du cortex prémoteur et des zones cérébrales associées reflètent des comportements. Même s'ils n'expliquent pas facilement de vastes catégories de l'expérience humaine, les neurones miroirs « sont vivants et actifs », a déclaré Gallese. Aujourd'hui, une nouvelle génération de neuroscientifiques sociaux relance les travaux sur les cellules abandonnées pour étudier comment les neurones dotés de propriétés miroir dans tout le cerveau codent le comportement social.

L'ascension et la chute

Une partie de ce qui était au départ si fascinant à propos des neurones miroirs était qu’ils étaient remarquablement déplacés. Dans une zone cérébrale dédiée à la planification motrice, se trouvaient des cellules aux propriétés uniques qui répondaient lors de la perception. Au-delà de cela, les chercheurs de Parme ont interprété leurs résultats comme une preuve de ce que l'on appelle la « compréhension des actions » dans le cerveau : ils ont soutenu que les singes pouvaient avoir l'intuition de ce que faisait un autre individu et que cette intuition était résolue dans une seule cellule.

Le neurone miroir était donc un « moyen immédiatement accessible d’expliquer un mécanisme bien plus complexe », a déclaré Luca Bonini, professeur de psychobiologie à l'Université de Parme qui n'a pas participé à l'étude originale. Galvanisés par cette interprétation, les chercheurs ont commencé à projeter leur « compréhension » sur un nombre illimité de cellules qui semblaient semblables à des miroirs.

Cette fanfare enthousiaste a faussé l’étude des neurones miroirs et perturbé la carrière des chercheurs. Au début des années 2000, le spécialiste des sciences cognitives Grégory Hickok de l'Université de Californie à Irvine, ont découvert que les neurones des zones motrices du cerveau liées à la production de la parole devenaient actifs lorsque les participants écoutaient la parole. Bien que cette découverte ne soit pas choquante – « c’est exactement ainsi que fonctionne le système », a déclaré Hickok – d’autres scientifiques ont commencé à visualiser ses résultats à travers une lentille à neurones miroir. Il savait que cette théorie ne pouvait pas s'appliquer à son travail. D’autres encore ont suggéré que lorsque les auditeurs percevaient la parole, les neurones du cortex moteur « reflétaient » ce qu’ils entendaient.

Pour repousser les amateurs de neurones miroirs, Hickok a commencé à déclarer au début de ses exposés de recherche que son travail n'avait rien à voir avec les neurones miroirs – un choix qui l'a placé par inadvertance au centre du débat. En 2009, le rédacteur en chef du Journal des neurosciences cognitives a invité Hickok à écrire une critique de la théorie. Il a utilisé la parole comme test pour réfuter l'affirmation grandiose selon laquelle les neurones miroirs du cortex moteur permettaient à un singe de comprendre les actions d'un autre. Si, selon Hickok, il existe un mécanisme neuronal unique qui code la production d’une action et la compréhension de cette action, alors les dommages causés à ce mécanisme devraient empêcher les deux de se produire. Hickok a rassemblé un dossier d'études montrant que les dommages causés aux zones de production de la parole ne perturbaient pas la compréhension de la parole. Les données, écrit-il, « démontrent sans équivoque que la théorie des neurones miroirs sur la perception de la parole est incorrecte, quelle que soit sa forme forte ».

La critique très citée a conduit à une offre de livre et, en 2015, une invitation à débattre publiquement Gallese au Centre pour l'esprit, le cerveau et la conscience de l'Université de New York. Partageant la scène pour la première fois, les deux hommes étaient des rivaux amicaux : deux scientifiques distingués échangeant des points de vue concurrents avec quelques légères taquineries, suivis par sourires autour de bières.

Bien que cette confrontation ait été amicale, la réaction négative suscitée par le battage médiatique sur les neurones miroirs ne l’a généralement pas été. Aujourd’hui, Gallese reste surpris par « l’acrimonie » à laquelle il a été confronté au sein de la communauté scientifique. « Je ne pense pas que quiconque ait été scruté aussi profondément que nous », a-t-il déclaré. Et l’effet sur l’étude de ces cellules cérébrales a été profond. Dans les années qui ont suivi le débat à NYU, les neurones miroirs ont chuté du discours scientifique. En 2013, au plus fort du battage médiatique, les scientifiques ont publié plus de 300 articles portant le titre « neurone miroir ». En 2020, ce nombre avait diminué de moitié, pour atteindre moins de 150.

Le neurone miroir, redéfini

L'épisode est une étude de cas sur la manière dont l'enthousiasme suscité par certaines idées peut transformer le cours de leurs recherches. Gallese a attribué le déclin des études sur les neurones miroirs à la peur collective et à l'autocensure. « [Les chercheurs] craignent que s'ils évoquent l'étiquette « neurones miroirs », l'article pourrait être rejeté », a-t-il déclaré.

En conséquence, les chercheurs ont adopté une terminologie différente – « réseau d’activation d’action », par exemple – pour expliquer les mécanismes miroirs dans le cerveau. Le terme « neurone miroir » est également devenu obscur. Au début, sa définition était claire : c'était une cellule motrice qui tirait lors d'un mouvement et également lors de la perception d'un mouvement identique ou similaire. Cependant, à mesure que les chercheurs recrutaient ce terme pour expliquer les phénomènes sociaux, la définition devenait lourde au point de devenir une « théorie invérifiable », a déclaré Hickok.

Aujourd’hui, après une période de réflexion, les neuroscientifiques sociaux extraient les cellules de la boue biologique. En regardant au-delà des zones motrices du cerveau, ils découvrent ce qui ressemble étrangement à des neurones miroirs. L'année dernière, une équipe de l'Université de Stanford rapporté dans Cellule la découverte de neurones qui reflètent l'agressivité chez la souris. Cette suite de cellules se déclenchait à la fois lorsqu’une souris se comportait de manière agressive et lorsqu’elle regardait les autres se battre. Parce que les cellules sont devenues actives dans les deux contextes, les chercheurs ont suggéré qu’elles seraient des neurones miroirs.

"C'était le premier exemple démontrant l'existence de neurones miroirs dans des zones sociales complexes du cerveau", a déclaré Emily Wu, professeur adjoint de neurologie à l'Université de Californie à Los Angeles, qui n'a pas participé à la recherche.

Cette constatation s'ajoute à un un nombre croissant de preuves que les neurones au-delà du cortex prémoteur ont des propriétés miroir lorsque deux animaux interagissent socialement. Ces mêmes cellules se déclenchent lors d'actions personnelles ou émotions et en réponse au fait de voir d’autres vivre les mêmes expériences.

Techniquement, selon la définition originale, ces cellules ne sont pas des neurones miroirs, a déclaré Hickok : Les neurones miroirs sont des cellules motrices, pas des cellules sociales. Cependant, Wu ne se soucie pas des définitions. Plutôt que de débattre de ce qui est ou non un neurone miroir, elle pense qu'il est plus important de cataloguer les propriétés fonctionnelles du miroir qui caractérisent les cellules, où qu'elles se trouvent dans le cerveau.

L’objectif serait de décrire l’étendue de ces neurones et comment, au niveau électrophysiologique, ils se comportent de manière unique. Ce faisant, ces scientifiques dissipent le nuage de battage médiatique autour de la vision de ces cellules telles qu’elles sont réellement.

Correction: Avril 2, 2024
Une phrase a été révisée pour clarifier que Wu ne catalogue pas personnellement les neurones miroirs.