samedi 28 août 2021

Bien Respirer C'est Vital



L’inspiration sera le premier mouvement respiratoire du bébé à la sortie du ventre de sa mère lors 
de sa naissance, alors que l’expiration sera le dernier “souffle” / mouvement respiratoire de la vie


Au quotidien, un individu en bonne santé ne pense pas à sa respiration. Inspiration et expiration se succèdent de façon automatique, permanente et inconsciente. Cette activité est sous le contrôle de centres régulateurs situés au niveau du tronc cérébral à la base du cerveau. L’activation de certains neurones induit la contraction des muscles respiratoires et donc l’inspiration. L’expiration, phase passive, résulte surtout de la suspension de cette activité. La respiration adapte son amplitude, sa fréquence ou encore son rythme en fonction de diverses conditions ou circonstances : la température corporelle, la douleur, l’effort, la maladie ou la prise de certaines substances pharmacologiques.


Bien respirer c'est vital

La fonction respiratoire permet d’assurer l’apport de l’oxygène nécessaire à notre organisme et l’évacuation du dioxyde de carbone résultant de son activité. Par des variations de ventilation, la respiration maintient l’équilibre des gaz du sang, indispensable à la vie.

Bien respirer est essentiel. Or au fil du temps, au fur et à mesure où on avance dans l’âge, nous respirons de moins en moins bien. Même si la respiration se produit indépendamment de notre volonté – elle est inconsciente et automatique –on peut tout à fait apprendre à la contrôler et à bien l’utiliser.

Une bonne respiration peut avoir de réels bénéfices sur notre équilibre physique et émotionnel. Outre le fait d’apporter de l’oxygène à nos cellules, une bonne respiration permet d’améliorer le fonctionnement des organes digestifs et d’éliminer nos déchets toxiques. De plus, une profonde inspiration suivie par une expiration permet de diminuer considérablement la production de noradrénaline, une des hormones responsables du stress. Enfin, bien respirer permet d’apaiser nos crises d'angoisse et nous aide à faire le vide dans notre tête.

Nous absorbons et exhalons une bouffée d'air dix à quatorze fois par minute, soit quinze à vingt mille fois environ par jour.

Cet acte incessant, qui permet d'oxygéner tous les organes de notre corps, se déroule sans effort particulier. Le mécanisme est instinctif.

La respiration est composée de 2 éléments / mouvements :



L’inspiration

La cage thoracique s'élargit et le dôme du diaphragme – muscle puissant qui sépare la cavité thoracique de l'abdomen – s'abaisse pour que les poumons puissent se remplir d'air frais (l’oxygène) au maximum. Grâce aux voies respiratoires, l’oxygène rejoint les poumons. Cet air est ensuite transporté vers chacune de nos cellules par le système sanguin. Cet oxygène est transformé en énergie utilisable par les cellules.

L’expiration

C'est l'inverse : le diaphragme remonte et les côtes se resserrent pour expulser l'air chargé de toxines (sous forme de CO2) produit par l'activité des cellules. Le gaz carbonique (CO2) est transporté par le système sanguin vers les poumons. Ce gaz carbonique sera ensuite rejeté en dehors de notre organisme par les voies respiratoires. C’est l’expiration.


Le diaphragme – l'élément clé

Le muscle du souffle

Le diaphragme est situé sous la cage thoracique. Il est nécessaire à la respiration mais il est également utile pour stimuler les autres organes en les bougeant / massant. C’est notamment le cas pour le péristaltisme des intestins (mouvements intestinaux qui favorise un bon transit).

La respiration optimale, celle qui crée un environnement propice à l'équilibre de l'organisme, se déroule paisiblement, sans à-coup. Ample et fluide, elle prend sa source dans le périnée et mobilise tout le ventre comme le font spontanément les bébés.

Seulement, avec les contrariétés de la vie moderne, le stress et la fatigue nerveuse, elle s'accélère et perd en amplitude. Le souffle devient plus court, plus superficiel, haletant. Le diaphragme, trop sollicité, se contracte en position basse. On n'inspire plus avec le ventre mais en gonflant seulement le thorax. Ou, pire, on respire carrément à l'envers, en sortant le ventre à l'expiration. Alors, notre capacité respiratoire est tronquée, d'un facteur deux à trois. Les échanges de gaz au niveau des alvéoles pulmonaires se réduisent, le corps se fatigue et des douleurs surviennent.

Une respiration déficiente contribue à la baisse du pH sanguin, ce qui réduit à la longue notre capital osseux et induit un état inflammatoire généralisé qui perturbe la flore intestinale, altère l'état de la peau, augmente les douleurs rhumatismales, induit des tensions musculaires et épuise le système nerveux.

Rééduquer son souffle

Le souffle c’est la vie

Il est vital de réapprendre à respirer à plein régime pour accéder à une meilleure hygiène corporelle et mentale.

L'idéal est de commencer par des exercices de respiration consciente. En pratique : assis bien droit face à une table ou à un bureau, inspirez puis expirez profondément durant trois minutes en suivant mentalement le parcours de l'air qui traverse votre corps : le nez, la gorge, la poitrine, les poumons... La bouche doit rester fermée et la langue appuyée contre le palais.

Une fois à l'aise avec cette pratique, renouvelez l'expérience en dessinant sur une feuille de papier des vagues correspondant à votre respiration. Synchronisez votre main et votre cage thoracique : le crayon monte ainsi à l'inspire et redescend à l'expire. Le fait de dessiner renforce le signal corporel envoyé au cerveau, ce qui lui permet de mémoriser plus facilement.

Les neurosciences ont prouvé que la répétition de ces exercices de respiration consciente – à faire trois fois par jour – harmonise les deux composantes du système nerveux autonome : le système nerveux sympathique et le système nerveux parasympathique. Le premier, sollicité par l'inspiration, mobilise l'énergie nécessaire à l'action. Lorsqu'il entre en jeu, le cœur accélère, les artères et les veines se contractent, les poumons se détendent et les pupilles se dilatent. À l'expiration, c'est le système parasympathique qui est stimulé. Le contraire se produit alors : le rythme cardiaque diminue, les artères se dilatent, les poumons se contractent ainsi que les pupilles. L'organisme récupère, se relâche, se répare, se repose. Quand les deux systèmes sont en parfait équilibre, on est serein, alerte mais parfaitement détendu.

C'est pourquoi nombre de méthodes de développement personnel ont recours à la respiration consciente profonde pour apaiser les tensions mentales, guérir les blessures du passé et mieux gérer ses émotions, tout en maintenant sa tonicité physique et psychique intacte.

Comme tout apprentissage se fait de bien meilleure manière s’il est progressif, il vaut mieux pratiquer ces exercices quand tout va bien c'est-à-dire en dehors des périodes de contrariétés ou de situations de grandes tensions, petit à petit le résultat se généralisera aux situations plus difficiles.

Si, en pratiquant les exercices de respiration vous avez des étourdissements, sachez que ces réactions corporelles sont normales lorsqu'on n'a pas l'habitude d'une telle respiration. Un trop grand apport d'oxygène provoque un début d'hyper-ventilation. Ces réactions sont sans danger, mais ne persistez pas, revenez à votre respiration naturelle.

Prendre conscience de sa respiration

Allongez-vous, prenez une position la plus confortable possible, fermez les yeux. Tout simplement portez votre attention sur votre respiration. Répétez-vous : “Rien à faire, juste laissez faire”.

En inspirant, le diaphragme descend et le ventre se gonfle. En expirant, le diaphragme remonte et le ventre se creuse.

Puis une fois le calme bien installé en vous, tout simplement portez votre attention sur votre respiration. Laissez-la aller naturellement, et mentalement suivez le trajet de l’air de vos narines jusqu’aux poumons, de vos poumons jusqu’à vos narines, prenez bien conscience des différences de température de l’air, puis de votre corps qui bouge pendant les respirations : dilatation des narines, cage thoracique qui s’élargit, côtes qui se soulèvent, va et vient de votre abdomen. L'observation de la respiration est un des meilleurs moyens de développer l'attention au corps.


Respiration abdominale



La respiration volontaire doit être abdominale. Le haut du corps ne bouge pas et l'abdomen se gonfle et se dégonfle lentement. C'est de cette façon que respire l'être à l'état naturel. Les bébés ont normalement une respiration abdominale.

Allongez-vous, posez une main sur votre ventre, juste en dessous du nombril, et l'autre sur la poitrine, puis respirez comme vous en avez l'habitude. Vous constaterez que seule votre cage thoracique se soulève.

Vous allez apprendre à respirer correctement avec le diaphragme, d'une façon aisée, ample et naturelle. Il est préférable de s'exercer en étant couché sur le dos, parce que dans cette position il est plus facile de relaxer la musculature abdominale.

Plus tard, vous pourrez respirer avec le diaphragme en toutes circonstances, même en marchant ou en courant. Pour être vraiment à l'aise, il est souvent utile de placer un coussin sous les genoux pour diminuer la cambrure lombaire.

* Fermer les yeux afin de mieux vous concentrer. Avant l'exercice, prenez soin d'expirer à fond plusieurs fois en poussant quelques soupirs pour chasser les derniers restes d'air.

* Fermez la bouche, prenez de l’air par le nez, vous ne gonflez que le ventre, les épaules restent basses. Expiration lente et profonde en rentrant progressivement le ventre… Puis inspiration à nouveau en gonflant bien le ventre… Enfin, soufflez une dernière fois par la bouche toujours lentement, en rentrant bien le ventre.

Essayez de respirer comme si vous soufflez à travers une paille imaginaire si vous voulez évacuer toutes les tensions et les toxines qui encombrent votre respiration. Car ouvrir trop la bouche vous fait perdre de la puissance dans le souffle.

Lorsque vous adoptez ce type de respiration, vous améliorez l'oxygénation de vos cellules et vous augmentez l'évacuation de déchets gazeux. En plus, vous régularisez votre rythme cardiaque et vous abaissez votre niveau de stress. Faites cet exercice de respiration abdominale le plus souvent possible : en voiture, en travaillant, dans une file d’attente.

Plusieurs fois au cours de votre journée, intervenez volontairement sur votre respiration pour pratiquer une respiration abdominale. Vous vous sentirez plus calme, plus serein, vous développerez une maîtrise de vos émotions et prendrez du recul face aux tensions.

Respiration ressource

À pratiquer une fois la respiration abdominale bien maîtrisée.

* Inspirez en gonflant bien la paroi abdominale, puis retenez l’air quelques instants en formulant une courte phrase ou un mot positif (détente, calme, paix…).

* Sur le temps d’expiration, diffusez mot ou phrase… dans votre corps, dans votre mental.

Pour vous habituer, prendre l'habitude à la pratiquer 4 à 5 fois par jour, durant 3 à 4 minutes.

En dehors de ces pratiques, vous pouvez respirer de cette manière lorsque vous vous promenez dans la nature, écoutez de la musique, pratiquez un sport, regardez un film. Demeurez alors sensible à l'effet que cela vous fait de respirer ainsi dans cette situation.

Respiration dynamique

Vous êtes debout, les jambes écartées de la largeur du bassin, les pieds bien à plat sur le sol. La tête est droite, souple et les épaules sont basses. Pensez à dégrafer votre ceinture et à ouvrir votre col de chemise.

* Inspirez par le nez et élevez les coudes fléchis jusqu'à la hauteur des épaules. Les mains et les avant-bras sont complètement relâchés…

* En expirant par la bouche, amenez les bras tendus au-dessus de la tête. Regardez vers le haut et grandissez-vous….

* Inspirez par le nez en abaissant les bras sur le côté, les coudes fléchis, comme pour commencer l'exercice.

* Enfin sur l'expiration suivante, ramenez les bras le long du corps.

Vous pouvez réaliser cet exercice 3 ou 4 fois de suite.


Respiration pour agir sur le stress

Pour les personnes qui savent déjà bien respirer.

Respiration alternée

Cette respiration consiste à respirer alternativement par l’une et l’autre des narines. Le but étant de vous purifier, vous apaiser et faire le plein d’énergie. Un excellent exercice de relaxation contre le stress.

* Asseyez-vous sur un coussin, croisez vos jambes, gardez votre dos bien droit et posez votre main gauche sur votre genou gauche.

* Fermez les yeux et inspirez profondément par les deux narines. Puis, bouchez votre narine droite avec votre pouce et expirez par la narine gauche.

* Inspirez à gauche en comptant jusqu’à 4 en laissant votre narine droite bouchée.

* Bouchez maintenant la narine gauche avec votre annulaire et expirez par la narine droite en comptant jusqu’à 8.

* Inspirez par la narine droite, narine gauche toujours bouchée en comptant jusqu’à 4.

* Bouchez maintenant la narine droite et expirez par la narine gauche.

Faites cet exercice durant environ cinq minutes.

Respiration en Ujjayi

C’est une respiration qu’on utilise en yoga et qui est un peu plus sonore au niveau de l’expiration car elle se passe au niveau de la gorge et ressemble un peu au bruit des vagues. L’idée est de bloquer en partie votre glotte pour freiner l’air qui circule au moment où vous inspirez et expirez. L’effet apaisant est quasi immédiat et peut être pratiqué à tout moment, dès que vous en ressentez le besoin.

* Asseyez-vous, posez les mains sur vos genoux, gardez le dos bien droit et le ventre rentré.

* Fermez vos yeux et restez concentré sur votre respiration.

* Inspirez profondément par le nez et expirez lentement par la bouche.

* Puis, fermez votre bouche pendant que vous expirez et bloquez votre glotte en plaçant votre langue à l’arrière de la bouche, le plus près possible de votre gorge.

* Vous entendez comme un “ronflement” ? Normal.

* Bloquez toujours votre glotte et gardez de la même façon votre langue enfouie vers votre gorge.

* Inspirez. Le même « ronflement » doit apparaître.

Renouvelez le cycle environ cinq fois avant de ressentir une parfaite sérénité.

Respiration consciente “profonde”

En profondeur, inspiré des postures de yoga, cet exercice de respiration “anti-angoisse” est simple à mettre en pratique.

* Placez une main à plat sur votre poitrine et une autre sur votre ventre.

* Démarrez par une respiration abdominale.

* La main posée sur votre poitrine ne doit pas bouger. Seule celle posée sur votre ventre doit suivre les mouvements de votre respiration abdominale.

* Puis, peu à peu, intensifiez votre respiration et laissez venir l’air dans votre poitrine jusqu’à vos clavicules.

* Expirez profondément au niveau de l’abdomen et de la poitrine en relâchant les clavicules.


La cohérence cardiaque

Née aux États-Unis il y a environ quinze ans, cette technique s’appuie sur la découverte plus ancienne que le cœur se synchronise avec la respiration. Le système nerveux parasympathique, associé à la détente de l’expiration, ralentit le cœur. Le système nerveux sympathique l’accélère sur l’inspiration.

La respiration qui équilibre le mieux la fréquence cardiaque de l’individu se compose de manière suivante :

Une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes également, soit 6 respirations par minute.

Cette respiration, pratiquée pendant 5 minutes, 3 fois par jour – au réveil, vers 16h et en fin d’après-midi – permet d’ajuster la sécrétion de cortisol et induit une sensation d’apaisement durable.

À long terme : une régulation de la tension artérielle, une meilleure adaptation au stress, un meilleur sommeil, une amélioration des performances respiratoires.


Respiration pour bien s’endormir

Spécialiste de la médecine alternative, le docteur Andrew Weil, de l’université de Harvard, vous donne un moyen d’entraîner votre cerveau à vous endormir en seulement une minute, en adoptant la technique du 4-7-8.

* Installez-vous confortablement dans votre lit, fermez les yeux et détendez vos épaules.

* Relâchez vos muscles et respirez calmement.

* Puis, placez le bout de votre langue sur votre palais juste derrière vos dents de devant.

* Gardez cette posture et votre langue placée ainsi jusqu’à la fin de l’exercice.

* Expirez profondément puis inspirez par le nez en comptant jusqu’à 4.

* Retenez votre souffle en comptant jusqu’à 7.

* Expirez par la bouche en comptant jusqu’à 8.

Répétez cet exercice de respiration 3 fois. Il vous faudra de l’entraînement pour réussir pleinement cette technique. Mais une fois qu’elle sera intégrée, vous chasserez votre stress en quelques minutes et vous vous endormirez paisiblement, comme par magie…


Conséquences d’une mauvaise respiration

Lorsque les émotions nous submergent ou que nous sommes stressés ou angoissés, nous adoptons une mauvaise respiration, nous avons “le souffle court“. Une mauvaise respiration peut avoir une répercussion sur notre état général, entraînant :

* fatigue nerveuse et physique,
* mauvaise résistance au stress,
* problèmes digestifs,
* palpitations,
* manque de concentration, etc.



Les bienfaits de bien respirer

Sur le plan physique

* Élimine les toxines de l’organisme,
* améliore la circulation sanguine,
* régénère le corps,
* détend le corps,
* favorise la guérison.

Sur le plan mental

* Rend l’esprit plus calme et plus clair,
* permet d’avoir une meilleure confiance en soi,
* permet de résoudre plus facilement les problèmes,
* permet d’acquérir plus de concentration et de mémoire.

Sur le plan émotionnel

* Permet de se libérer des tensions nerveuses, etc.
* permet de lutter contre le stress en régulant l’anxiété, les angoisses, la nervosité,
* permet une meilleure gestion des émotions en amenant une clarté d’esprit mais aussi un meilleur sommeil.



Calme ou haletante, profonde ou saccadée, notre respiration reflète notre état émotionnel. A l'interface
 du conscient et de l'inconscient, l'activité respiratoire est le meilleur moyen de se connecter à son corps.


Voir aussi…



jeudi 29 juillet 2021

Les Neurosciences des Réseaux


Les neurosciences des réseaux étudient l'émergence de l'activité mentale 
à partir de la configuration des connexions neuronales dans le cerveau


Réseau de neurones du cerveau

Les réseaux neuronaux se forment aux premiers stades du développement du cerveau grâce à la croissance et à la migration des cellules nerveuses. Les deux processus se combinent pour organiser les ensembles synaptiques et la modularité de l'architecture cognitive. Les neurones ne sont pas disposés au hasard dans le cerveau humain.

Dans le cortex, ils sont organisés en groupes interconnectés avec une connectivité intrinsèque élevée. Cette structure de connectivité modulaire, dans laquelle des groupes de neurones se développent en tant qu'unités fonctionnelles, se forme dans les premiers stades du développement du cerveau.

Ce processus d'organisation neuronale, qui établit un ordre dans l'architecture cérébrale, est régulé par l'activité des neurones eux-mêmes, mais on ignorait jusqu'à présent comment le cerveau embryonnaire parvient à établir des réseaux neuronaux actifs et équilibrés, dès les premiers stades de son développement.

Le neurone biologique

Un neurone est constitué d'un corps cellulaire – le soma – entre 10 et 80 mm, d'où naît un arbre dense de branches – les dendrites – et une fibre tubulaire – l'axone – entre 100 mm et un mètre. C'est un processeur d'informations très simple :

* Canal d'entrée : dendrites

* Processeur : soma 

* Canal de sortie : axone

Un neurone cérébral peut recevoir environ 10.000 entrées et envoyer à son tour sa sortie à plusieurs centaines de neurones.

La connexion entre les neurones s'appelle une synapse. Ce n'est pas une connexion physique, mais il y a environ 2 mm de séparation. Ce sont des connexions unidirectionnelles, dans lesquelles la transmission d'informations se fait électriquement à l'intérieur du neurone et chimiquement entre les neurones ; grâce à des substances spécifiques appelées neurotransmetteurs.

Tous les neurones ne sont pas les mêmes, il existe de nombreux types différents en fonction du nombre de branches de leurs dendrites, de la longueur de l'axone et d'autres détails structurels. Cependant, ils fonctionnent tous sur les mêmes principes de base.

Réseau de neurones biologiques

C'est un circuit composé de neurones, qui établissent des connexions synaptiques les uns avec les autres de manière ordonnée, et générés à partir de l'union de neurones à d'autres dans leurs régions correspondantes après la migration neuronale.

Les réseaux de neurones biologiques sont la grande autoroute des connexions et de la communication du système nerveux central (SNC).

A partir de ce système complexe, des modèles artificiels sont recréés afin de comprendre leur fonctionnement.


Réseau neuronal artificiel

Un réseau de neurones artificiels est un nouveau système de traitement de l'information, dont l'unité de traitement de base s'inspire de la cellule fondamentale du système nerveux humain : le neurone.

C'est la tentative de pouvoir effectuer une simulation informatique du comportement de parties du cerveau humain grâce à la réplication à petite échelle des modèles qu'il joue pour la formation de résultats à partir des événements perçus. Concrètement, il s'agit d'être capable d'analyser et de reproduire le mécanisme d'apprentissage et de reconnaissance d'événements que possèdent les êtres les plus évolués.

Il se compose d'unités de traitement qui échangent des données ou des informations. Ils sont utilisés pour reconnaître des modèles, y compris des images, des manuscrits et des séquences temporelles (par exemple : les tendances financières). Ils ont la capacité d'apprendre et d'améliorer leurs performances.

La neuro-informatique est la science liée aux systèmes de traitement de l'information qui développe des capacités opérationnelles en tant que réponse adaptative à un environnement d'information, en utilisant des solutions basées sur le fonctionnement du cerveau.

Le développement des réseaux de neurones s'inscrit dans une partie des neurosciences appelée science neuro-computationnelle.

La théorie des graphes


Comment le cerveau fait-il de nous ce que nous sommes ? Les efforts pour répondre à cette question ont conduit à un nouveau domaine des neurosciences des réseaux, qui utilise une branche des mathématiques, la théorie des graphes.

La théorie de graphes, aussi connue comme la théorie de courbes, est une branche des mathématiques et les sciences du calcul qui étudie les propriétés de graphes pour modéliser les connexions du cerveau qui nous permettent de lire, de calculer ou, simplement, de nous asseoir et de tambouriner avec les doigts.

Un graphe est une structure mathématique qui permet de modéliser des problèmes de la vie quotidienne, à travers une représentation graphique formée de nœuds ou de sommets qui montre les acteurs et les arêtes qui servent à représenter les liens ou les relations entre les acteurs.

La théorie des graphes, également utilisée en chimie, physique et linguistique, modélise les voies physiques qui construisent les réseaux fonctionnels d'où émergent nos capacités cognitives, qu'il s'agisse de vision, d'attention ou de maîtrise de soi.

L'architecture du système nerveux et ses interactions peuvent être représentées par des graphes. L'étude de la dynamique cérébrale à l'aide de ces objets mathématiques a conduit à un changement de paradigme dans le domaine qui a permis aux neuro-scientifiques d'utiliser de nouveaux outils et concepts quantitatifs issus de la théorie des graphes et de la physique des systèmes complexes.

En apprenant à connaître des réseaux avec un niveau d'abstraction croissant, les chercheurs ont commencé à réduire le fossé qui existe entre la matière et l'esprit. Les avantages pratiques viendraient d'une nouvelle façon de diagnostiquer et de traiter des troubles tels que la dépression.

Ce type d'approche permet aussi de trouver des régularités, qui partagent des systèmes avec des échelles, qui diffèrent de plusieurs ordres de grandeur, des réseaux sociaux ou réseaux aéroportuaires aux gènes et réseaux d'assemblages neuronaux.

La vie est dominée par les réseaux. Les routes, les chemins de fer, les voies maritimes et les vols commerciaux sont des réseaux complexes que nous utilisons quotidiennement. Ils existent même au-delà de notre expérience immédiate. Pensez à Internet, au réseau électrique et à l'univers, où la Voie lactée n'est rien de plus qu'un nœud infinitésimal dans un réseau apparemment illimité de galaxies. Cependant, peu de systèmes de connexions interactives ont la complexité que notre cerveau abrite.

L'importance des neurosciences grandit ces dernières années à mesure que nous nous familiarisons avec la neuro-imagerie, dont les couleurs flashy nous montrent les régions du cerveau qui sont activées lors d'une tâche mentale. Ainsi, nous avons par exemple le lobe temporal, la région proche de l'oreille qui est impliquée dans la mémoire, et le lobe occipital, qui est situé à l'arrière de la tête et qui est responsable de la vision.

Mais dans cette connaissance du fonctionnement du cerveau humain, il est nécessaire de connaître la manière dont toutes les régions de l'organe interagissent pour faire de nous ce que nous sommes.

La théorie des graphes est utilisée pour analyser, sonder et prédire des interactions cérébrales complexes. L'objectif est de réduire l'écart apparemment immense entre la frénésie de l'activité électrique neuronale et une série de tâches cognitives, telles que ressentir, se souvenir, prendre des décisions, acquérir de nouvelles compétences et initier un mouvement.

Ce nouveau domaine des neurosciences des réseaux est basé, et renforcé, sur l'idée que certaines régions du cerveau effectuent des activités définies. Au sens le plus fondamental, ce qu'est le cerveau – et donc ce que nous sommes en tant que des êtres conscients – est défini, en fait, par un réseau très étendu de 100 milliards de neurones avec au moins 100 billions de connexions, ou synapses.

Les neurosciences en réseau visent à saisir cette complexité grâce au fait que l'on peut modéliser les données fournies par la neuro-imagerie sous la forme d'un graphe composé de nœuds et de liens. Dans un graphe, les nœuds – également appelés sommets – représentent les unités du réseau, comme les neurones ou, dans un autre contexte, les aéroports. Les liens – ou bords – servent à relier les nœuds. Les synapses entre neurones ou dans les voies aériennes des avions –.

Dans une étude, le cerveau humain est réduit à un graphique d'environ 300 nœuds. Les différentes régions communiquent entre elles par des liens correspondant aux connexions structurelles du cerveau, d'énormes faisceaux de "fils" qui composent la matière blanche. Cette description, en tant que réseau unifié, a déjà fourni une image plus claire du fonctionnement cognitif, et d'un point de vue plus pratique, elle a également amélioré le diagnostic et le traitement des troubles psychiatriques.

La connaissance des réseaux cérébraux nous aiderait à améliorer les programmes d'intelligence artificielle, de nouveaux médicaments et techniques de stimulation électrique pour corriger le dysfonctionnement des circuits neuronaux dans la dépression et, peut-être aussi, développer des génothérapies pour les maladies mentales.

Ce n'est que grâce à des interactions en réseau à plusieurs échelles que les molécules et les cellules peuvent donner lieu à un comportement et à une cognition. La connaissance des interactions de réseau à plusieurs niveaux de l'organisation est cruciale pour une compréhension plus complète du cerveau en tant que système intégré et holistique.

Lorsqu'une personne est cognitivement au repos ou en silence, le cerveau s'engage dans un schéma caractéristique d'activité neuronale dynamique, le profil spatio-temporel de ce schéma est façonné par un réseau complexe de fibres nerveuses et de leurs voies.


Neurosciences des processus négociés en langage et cognition sociale

Presque chaque interaction entre humains nécessite un accord tacite, qui utilise ce type de négociation.

Il existe plusieurs tests qui consistent à jouer à un jeu de négociation avec une offre et une acceptation ou un refus. L'un d'entre eux largement utilisé est le jeu dit d'ultimatum dans lequel les processus physiologiques des adversaires peuvent être mesurés.

En général, ce sont des études faciles à investiguer avec la neuro-imagerie fonctionnelle et l'électroencéphalogramme, s'activant de manière différenciée, notamment dans le lobe préfrontal et temporal. Ainsi, dans plusieurs études on observe que l'acceptation d'un accord génère des ondes Alpha dans le cortex préfrontal et le rejet, des ondes Thêta.

Dans la négociation il y a le dialogue implicite, l'intuition, l'empathie comme intersubjectivité qui implique la connaissance de soi – méta-cognition – et de l'autre – cognition sociale –, des croyances et enfin la prise de décision, à la fois immédiate et médiate.

Le dialogue est alors un instrument du social, c'est un processus clé et universel de l'Homo Sapiens, comme un accord de groupe inconscient, pouvant à travers lui dévider des idées, des pensées.


L'univers entier pourrait être un réseau de neurones


L'univers entier serait un immense réseau de neurones qui réconcilierait relativité générale, mécanique quantique et observateurs : c'est le chaînon manquant de la connaissance humaine.

L'univers entier à son niveau le plus fondamental serait un réseau de neurones, comme l'explique le physicien et cosmologiste Vitaly Vanchurin, de l'Université du Minnesota, dans une pré-publication “The world as a neural network” (L'univers entier pourrait être un réseau de neurones) présentée à arXiv en août 2020.

Vanchurin estime que l'hypothèse selon laquelle l'univers entier est un immense réseau de neurones pourrait constituer le chaînon manquant de la connaissance humaine, qui permettrait de concilier la mécanique quantique et la relativité générale.

Dans son article, il considère que les réseaux de neurones artificiels se comportent en pratique comme si la mécanique quantique et la relativité générale étaient déjà conciliées.

La principale différence entre les deux théories universelles est ce qu'on appelle le "problème du temps" : si pour la mécanique quantique le temps est universel et absolu, pour la relativité générale le temps est relatif, puisqu'il ne se déroule pas toujours de la même manière.

Il existe une autre différence notable entre les deux théories universelles, connue sous le nom de problème de la gravité quantique : les effets gravitationnels de l'univers se confondent avec ceux du monde quantique lorsque les distances entre les objets sont grandes et les énergies extrêmes. Cependant, le problème est que nous n'avons pas de théorie qui explique cet apparemment impossible.

Le troisième facteur qui confronte les deux théories universelles sont les soi-disant observateurs : nous ne savons toujours pas vraiment quel rôle nous jouons dans la connaissance de la matière, ni dans quelle mesure le monde dépend de notre observation.

Saut quantique

Vanchurin fait un saut audacieux pour proposer, non pas la prétendue théorie du tout unifié, qui expliquerait tous les phénomènes physiques connus, grands et petits, mais plutôt d'ouvrir une voie possible qui y mène.

Pour y parvenir, il propose d'ajouter à l'équation cosmique un troisième facteur, en plus de la relativité générale et de la mécanique quantique : l'observateur, cet obscur objet de désir qui a conduit à convertir la connaissance humaine en un consensus, plutôt qu'en une description objective et inattaquable du réel.

Même en supposant que la plupart des physiciens considèrent la mécanique quantique comme le pilier de tout ce que nous savons, il propose que la réalité est plus subtile : tout émane d'un réseau neuronal microscopique, à la fois la mécanique quantique, la relativité générale et les observateurs.

Le réseau de neurones est tout ce qui existe. C'est un système dynamique qui subit une évolution d'apprentissage et, par conséquent, nous faisons l'expérience de nombreux phénomènes émergents intéressants tels que l'espace-temps, les particules et peut-être le plus important, les observateurs.

Ainsi, si l'on veut réconcilier les trois aspects connus de la réalité, il faudrait considérer que le substrat de l'univers est un réseau de neurones, vraisemblablement quantique : il intégrerait les lois de la relativité générale, les principes du monde quantique et le rôle des observateurs dans ce nouveau cadre théorique.

Cela résoudrait également le dilemme des hypothèses Multivers d'Everett et des variables cachées qui détiennent soi-disant les secrets du monde quantique.

Selon Vanchurin, les variables cachées seraient les états des neurones individuels et les neurones d'apprentissage représenteraient ce qu'il appelle les variables quantiques.

L'apprentissage en profondeur

Pour comprendre comment cette proposition théorique, qui a suscité le scepticisme chez d'autres physiciens, a été conçue, Vanchurin dit qu'il s'agit de la déduction logique de l'étude des réseaux de neurones artificiels.

Il s'agit d'une branche de l'intelligence artificielle qui imite le cerveau humain grâce à ce que l'on appelle l'apprentissage profond, un moyen d'automatiser l'analyse prédictive : la capacité du cerveau biologique à analyser un large éventail de données pour anticiper d'éventuels événements.

En analysant cette technologie, Vanchurin a observé que la dynamique d'apprentissage des réseaux de neurones artificiels était très similaire à la dynamique observée dans les systèmes quantiques.

Les deux théories universelles et les observateurs coexistent dans les processus d'apprentissage des réseaux de neurones artificiels. Cette découverte l'a amené à supposer qu'aux niveaux les plus élémentaires de l'univers, tout se résume à la même chose : un réseau de neurones qui englobe tout.

Vanchurin reconnaît que l'idée est folle, mais souligne en même temps qu'il sera relativement facile de la réfuter : il suffit de trouver un phénomène physique qui ne peut pas être modélisé comme un réseau de neurones.

Cela signifie que nous vivons et faisons partie d'un réseau de neurones universel, 
bien que nous ne puissions pas faire la différence.


Voir aussi…

Neurosciences

Les réseaux de neurones

Réseaux de neurones artificiels en intelligence artificielle

Réseau neuronal par défaut

Renforcer les réseaux de neurones de la mémoire

Bases neurologiques de l'intelligence humaine

Des puces inspirées par le cerveau humain

Renforcer la connectivité du cerveau

L'Optogénétique - la nouvelle révolution dans l'étude du cerveau

Notre cerveau est-il comparable à Internet et à un ordinateur?

Activité électrique des dendrites

Les signaux ou ondes cérébraux