Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir - La Recherche n°912, daté février 2023.
"Ainsi font, font, font..." Des mouvements, du chant, un visage qui sourit. Le bébé voit et entend, mais quelles pensées élabore-t-il ? Les efforts des parents tombent-ils dans une oreille inconsciente et un esprit engourdi ? La réponse est non. "On pense qu'il existe une conscience dès les premières semaines après la naissance mais qu'elle est ralentie. Le cortex frontal est simplement immature : il fonctionne déjà, mais pas aussi vite que chez l'adulte ", révèle Stanislas Dehaene, responsable de l'unité de recherche en neuro-imagerie cognitive à Neurospin (Paris-Saclay, Essonne).
À partir de quel stade est-il pertinent de parler de conscience ? Nul ne le sait exactement, mais les experts s'accordent à dire que cela peut être très précoce. Avant même la naissance ? Pour le savoir, des chercheurs français ont examiné en 2017 l'activité cérébrale de nourrissons nés prématurément au début du troisième trimestre de grossesse, lorsque le cerveau se met en place. "Vers sept mois et demi de grossesse, le fœtus sait faire la différence entre le son 'ba' et le son 'ga', entre des voix d'homme et de femme, raconte Stanislas Dehaene. Ces travaux montrent des réponses à la nouveauté, mais il ne s'agit pas forcément de conscience. "
Afin de bien saisir les nuances, les scientifiques ont défini plusieurs stades distincts de conscience. La perception et le traitement inconscients des stimuli extérieurs, comme chez les prématurés, sont nommés C0. Quand la perception est consciente - on prend conscience de la voix de sa mère, du goût d'un aliment -, c'est le niveau C1. Enfin, le stade C2, également appelé métacognition, désigne la conscience de ses propres pensées.
Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir - La Recherche n°912, daté février 2023.
"Ainsi font, font, font..." Des mouvements, du chant, un visage qui sourit. Le bébé voit et entend, mais quelles pensées élabore-t-il ? Les efforts des parents tombent-ils dans une oreille inconsciente et un esprit engourdi ? La réponse est non. "On pense qu'il existe une conscience dès les premières semaines après la naissance mais qu'elle est ralentie. Le cortex frontal est simplement immature : il fonctionne déjà, mais pas aussi vite que chez l'adulte ", révèle Stanislas Dehaene, responsable de l'unité de recherche en neuro-imagerie cognitive à Neurospin (Paris-Saclay, Essonne).
À partir de quel stade est-il pertinent de parler de conscience ? Nul ne le sait exactement, mais les experts s'accordent à dire que cela peut être très précoce. Avant même la naissance ? Pour le savoir, des chercheurs français ont examiné en 2017 l'activité cérébrale de nourrissons nés prématurément au début du troisième trimestre de grossesse, lorsque le cerveau se met en place. "Vers sept mois et demi de grossesse, le fœtus sait faire la différence entre le son 'ba' et le son 'ga', entre des voix d'homme et de femme, raconte Stanislas Dehaene. Ces travaux montrent des réponses à la nouveauté, mais il ne s'agit pas forcément de conscience. "
Afin de bien saisir les nuances, les scientifiques ont défini plusieurs stades distincts de conscience. La perception et le traitement inconscients des stimuli extérieurs, comme chez les prématurés, sont nommés C0. Quand la perception est consciente - on prend conscience de la voix de sa mère, du goût d'un aliment -, c'est le niveau C1. Enfin, le stade C2, également appelé métacognition, désigne la conscience de ses propres pensées.
Toutes les formes de conscience se développent simultanément avant même la maîtrise du langage. Crédit : BRUNO BOURGEOIS
Problème : puisque les bébés ne peuvent pas verbaliser ce qu'ils perçoivent, leur niveau de conscience est difficilement évaluable par les chercheurs. Aussi ils doivent imaginer des protocoles indirects, et pour cela, la France compte certains des meilleurs spécialistes. "Notre stratégie consiste à chercher chez le bébé des phénomènes cognitifs dont on sait qu'ils sont associés à la conscience chez l'adulte ", explique Jean-Rémy Hochmann, directeur de recherche au CNRS, spécialiste en sciences cognitives du développement.
Un clignement d'yeux révélateur
Dans son laboratoire installé à Lyon au sein de l'Institut des sciences cognitives Marc Jeannerod, l'équipe a fait asseoir une centaine de bébés de 5 mois, 8 mois ou 3 ans sur les genoux de leurs parents. Face à eux, un écran affiche un premier visage, puis - après un temps variable - un autre à côté. "Si le bébé perçoit consciemment le deuxième visage, son regard devrait aller du premier au second ", explique-t-il. Mais il existe un temps de latence pendant lequel le second visage ne peut pas être consciemment perçu par le cerveau, déjà occupé à traiter le premier.
Ce "clignement attentionnel" est une preuve de conscience établie chez l'adulte, de niveau C1. Tout comme un clignement d'yeux rend momentanément aveugle, il s'agit d'un goulet d'étranglement dans la perception qui rend aveugle à un stimulus trop rapproché du précédent. Chez l'adulte ainsi que chez l'enfant dès 3 ans, ce temps aveugle dure environ 200 millisecondes. Mais d'après les résultats publiés en 2022, il est trois fois plus long chez les bébés de 8 mois, et six fois plus long à 5 mois, dépassant la seconde. Mais il existe bien ! "C'est une preuve de conscience parmi les plus précoces jamais démontrées ", pointe Jean-Rémy Hochmann. Une conscience naissante, fonctionnant plus lentement que celles des adultes. "Il faut plus de temps aux bébés qu'aux adultes pour obtenir les informations et devenir conscient ", note Stanislas Dehaene.
Ces nouveaux résultats viennent conforter ceux obtenus par une autre équipe française et publiés en 2013 dans Science. Dans cette expérience menée à Paris, des adultes et des bébés ont également été confrontés à des visages (car ils attirent particulièrement l'attention des tout-petits). Là aussi, les chercheurs ont détecté, dès l'âge de 5 mois, une activité cérébrale caractéristique de la perception, mais presque une seconde après la diffusion de l'image, contre 300 millisecondes chez l'adulte. "Les ondes cérébrales sont très similaires à celles de l'adulte mais décalées dans le temps ", détaille Stanislas Dehaene.
L'analyse des ondes cérébrales montre un décalage entre les perceptions du bébé et de l'adulte à la diffusion d'une image (ici au laboratoire de sciences cognitives de la maternité Port-Royal, à Paris). Crédit : DUNG VO TRUNG / LOOKATSCIENCES
Et si le niveau C1 était atteint même avant l'âge de 5 mois ? En 2014 à Paris, l'analyse de l'activité cérébrale de bébés d'à peine 2 mois a révélé qu'ils perçoivent déjà un son inattendu diffusé au sein d'une séquence apprise. Mais ces expériences - un visage qui s'impose, un son qui interpelle - ne mesureraient-elles pas l'attention plutôt que la conscience ? "À 2 mois, on voit déjà une réponse globale à la nouveauté liée à l'attention, la signature de la conscience. Il est cependant difficile de faire la distinction entre les deux, car ce sont des phénomènes liés, explique Stanislas Dehaene. L'attention est une série de systèmes qui permettent de sélectionner une information parmi toutes celles qui bombardent notre cerveau. Beaucoup des étapes de ce filtrage attentionnel ne sont pas conscientes, mais la dernière, c'est l'accès à la conscience. "
La métacognition ou réfléchir sur ses propres pensées
Dernière étape, l'aboutissement de la construction de la conscience permet d'atteindre la métacognition ou niveau C2. Celle-ci se définit comme "le fait de réfléchir sur ses propres pensées, et pas seulement d'avoir conscience du monde ", explique Louise Goupil, chercheuse spécialiste des sciences cognitives au CNRS. Avec ses collaborateurs, elle a montré un jouet à des bébés de 18 mois avant de le mettre dans une des deux boîtes présentées sur la table. Les boîtes étaient ensuite cachées derrière un écran et vidées, puis à nouveau montrées à l'enfant. Lorsqu'ils choisissaient la bonne boîte, les enfants persistaient plus longtemps que les autres à la fouiller, voire demandaient de l'aide à un adulte, signe qu'ils avaient confiance en leur choix : ils savent qu'ils savent ! Même résultat chez les bébés de 12 mois, cette fois avec des images de visages qui apparaissaient sur un seul côté d'un écran en guise de récompense.
Physiologiquement, les preuves concordent. Dans l'électroencéphalogramme, on observe chez ces bébés la même activité cérébrale caractéristique de la détection des erreurs que chez les adultes : quand ils se trompent, les bébés semblent s'en rendre compte. "On pense qu'il y a une architecture cognitive qui se met en place dans les deux premières années de vie, qui permet une métacognition très basique, interprète Louise Goupil. Par exemple, évaluer si notre décision est correcte ou non après en avoir vu le résultat. "
Le langage, un accélérateur de conscience
Le niveau C0 atteint in utero, C1 à 2 mois, C2 à douze : cette complexification se fait-elle de manière séquentielle ? Les scientifiques pensent plutôt que toutes les formes de conscience se développent simultanément. "Je crois beaucoup plus à un modèle parallèle, car on retrouve à la fois des preuves de conscience perceptive C1 et de métacognition C2 dans la première année de vie ", abonde ainsi Stanislas Dehaene.
Reste qu'avec le temps, les contenus de conscience deviennent de plus en plus élaborés, notamment grâce au développement du langage. Accélérateur de conscience, celui-ci agirait chez le bébé comme un échafaudage permettant le développement et la complexification de la pensée. Stanislas Dehaene compare ce processus à un arbre, dont chaque branche code pour un objet, un concept, une information : "Au début, la pensée consciente dispose de peu d'états codants, puis atteint des centaines de milliers de branches. Avec le langage, le contenu devient extrêmement riche, nous devenons capables de penser à Dieu ou à l'infini. "
À l'inverse, des enfants exposés à un langage appauvri pendant leurs 18 premiers mois garderont toute leur vie des anomalies de traitement du langage, et une conscience irrémédiablement appauvrie, comme le souligne le rapport de la Commission des 1000 premiers jours, lancée par le gouvernement en 2019. D'où l'importance de stimuler l'enfant très tôt, sous peine que la richesse potentielle de sa conscience, comme les petites marionnettes, s'en aille.
Une activité neuronale globale
Qu'est-ce qui différencie un état du cerveau avec et sans perception consciente ? Si plusieurs théories s'affrontent, deux sortent du lot. La théorie de l'information intégrée, promue par l'Italien Giulio Tononi, postule que la conscience est dépendante d'un degré de complexité des circuits de l'information, c'est-à-dire du nombre de connexions. D'après la théorie de l'espace de travail neuronal global, développée par des chercheurs français, l'information ne devient consciente que lorsqu'elle est globalement distribuée dans le cerveau. Pour Stanislas Dehaene, la conscience suppose ainsi une communication accrue entre les régions du cerveau quand notre attention se focalise sur un objet : "On voit apparaître un embrasement global de l'activité neuronale et une diffusion de l'information à l'échelle de tout le cerveau."
