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Des chercheurs de l’Institut néerlandais des neurosciences ont démontré que des neurones spécifiques du cerveau du rat sont actifs à la fois lorsqu’un rat éprouve lui-même de la douleur et lorsqu’il observe un autre rat souffrant. Ces résultats, publiés aujourd’hui dans Current Biology, suggèrent que le fait de partager les émotions des autres est un trait commun aux mammifères.
Des études de neuro-imagerie chez l’homme montrent qu’une région appelée cortex cingulaire antérieur (CCA) est active à la fois lorsque nous ressentons de la douleur et lorsque nous sommes témoins de la douleur d’autrui. Cela pourrait signifier que le CCA contient des neurones miroirs, c’est-à-dire des cellules qui s’activent lorsque nous ressentons de la douleur et lorsque nous voyons la douleur d’autrui. Mais cette théorie ne peut pas être testée chez l’homme. Il n’est pas possible d’enregistrer l’activité des neurones individuels dans le cerveau humain, et les scientifiques ne peuvent pas non plus moduler l’activité du CCA humain pour déterminer si cette région est responsable de l’empathie.
Le neuroscientifique Christian Keysers et ses collègues se sont donc tournés vers les rats. Tout en enregistrant l’activité des neurones dans leur ACC, Keysers et ses collègues ont exposé les rats à un stimulus douloureux (un laser thermique sur leur patte). Ils ont également conditionné les rats à associer une tonalité spécifique à un léger électrochoc sur leurs pattes. Une fois qu’ils ont appris cette association, la tonalité elle-même a déclenché une réaction de peur chez les rats. Ils ont constaté que la majorité des neurones de l’ACC réagissaient vigoureusement à la condition de douleur (laser) mais pas à la condition de peur (tonalité), ce qui montre que les neurones codent sélectivement la douleur et pas n’importe quelle émotion.
« C’est important parce que lorsque vous regardez quelqu’un se couper le doigt et que vous grimacez de douleur, vous sentez que l’autre personne souffre, et pas seulement qu’elle ressent une émotion intense », explique M. Keyser. « Pour cela, il faut des neurones qui différencient les différentes émotions. C’est ce que font les neurones que nous avons découverts dans l’ACC ».
Keysers et son équipe ont ensuite demandé aux rats d’observer un autre rat qui recevait un électrochoc léger. Ils ont découvert que les mêmes neurones de l’ACC qui étaient actifs lorsque les rats ressentaient eux-mêmes de la douleur réagissaient également lorsqu’ils voyaient un autre rat souffrir.
En outre, lorsque les chercheurs ont supprimé l’activité de ces cellules par l’injection d’un médicament, les rats n’ont plus manifesté la réaction comportementale – se figer sur place – en voyant d’autres rats recevoir des chocs.
Enfin, Keysers et ses collègues ont entraîné un algorithme informatique à lire le modèle d’activité de groupes de ces neurones. Ils ont constaté que le schéma était similaire lorsqu’un rat ressentait lui-même de la douleur et lorsqu’il était témoin de la douleur d’un autre rat.
« Cela montre que le cerveau de l’observateur a représenté la douleur du démonstrateur en utilisant les mêmes schémas, ou codes, pour la douleur chez soi », explique Keysers. « C’est essentiel pour l’empathie, car cela montre que la douleur des autres animaux se reflète réellement dans le modèle d’activité utilisé pour représenter la douleur chez soi.
Dans l’ensemble, les résultats montrent comment le cerveau nous permet de partager la douleur des autres. Les neurones miroirs émotionnels de l’ACC sont déclenchés par notre propre douleur et par le fait d’être témoin de la douleur d’autrui. Cela se produit dans la région de l’ACC qui est active dans les études de neuro-imagerie humaine sur l’empathie, et c’est la même région où les psychopathes présentent une activité réduite. Selon Keysers, cela démontre que la capacité à ressentir les émotions des autres est profondément ancrée dans notre évolution ; nous partageons probablement les mécanismes fondamentaux de l’empathie avec les rats et d’autres mammifères.
Références
Carrillo, M., Han, Y., Migliorati, F., Liu, M., Gazzola, V. et Keysers, C. (2019). Neurones miroirs émotionnels dans le cortex cingulaire antérieur du rat. Current Biology 29 : 1-12. Doi: 10.1016/j.cub.2019.03.024.
