À l’occasion de la publication de l’article “Brain activity during antisaccades to faces in adolescence” présentant mes travaux de thèse, je vous explique mes résultats d’étude qui avait pour but de comprendre l’adolescence comme une période charnière pour les relations sociales. Ici vous trouverez une description vulgarisée de cet article paru dans le journal Cerebral Cortex Communications.

Un petit contexte

L’adolescence est la phase de transition entre l’enfance et l’âge adulte : de la puberté à l’indépendance vis-à-vis de la famille. Elle se caractérise entre autres par des changements dans le comportement et les rôles sociaux et par des développements des structures cérébrales et de leur organisation fonctionnelle. En effet, des études montrent que les fonctions liées à la perception et l’interaction sociales sont représentées dans des parties du cerveau, qui, elles vont continuer à se développer assez tardivement, tout au long de l’adolescence (contrairement à d’autres fonctions qui sont déjà établies à partir de l’enfance et des régions cérébrales déjà matures). Cette spécificité neuronale pour la perception sociale est en parfaite cohérence avec les comportements des adolescents : ils mettent énormément d’importance sur leur cercle social, des concepts tels l’acceptation et le rejet leur tiennent beaucoup à cœur, leurs relations amoureuses les motivent etc… Dans notre étude, on voulait comprendre comment la perception sociale affecte-t-elle le contrôle cognitif^[1], notamment le contrôle inhibiteur, à l’adolescence. Nous avons traité d’une « sous-catégorie » de perception sociale : percevoir des visages.

Le contrôle inhibiteur

Imaginez, vous marchez dans la rue et la lumière du passage piéton passe au rouge : on s’arrête. Dans cet exemple, on inhibe notre réflexe de marche lancée, pour s’arrêter suite à l’intégration d’une information externe (feu de signalisation rouge) : il s’agit d’une fonction qu’on appelle le contrôle inhibiteur. Le contrôle inhibiteur est l’une des fonctions exécutives^[2]. Il permet la suppression de pensées ou d’actions automatiques inappropriées dans un contexte ou dans l’exécution d’une tâche. Ces fonctions évidemment se développent avec l’âge, et se mettent entièrement en place en fin d’enfance, début d’adolescence. Dans cette étude nous avons eu recours à une tâche souvent utilisée pour évaluer le contrôle inhibiteur : la tâche d’antisaccade. Durant cette tâche nous enregistrons les mouvements des yeux des participants.

La tâche d’antisaccade

Les participants reçoivent une consigne : vous allez voir sur l’écran un stimulus visuel sous forme de cercle au milieu de l’écran suite auquel une image va apparaître soit à gauche, soit à droite de l’écran. Lorsque le cercle central est vert, ceci indique que vous pouvez regarder l’image qui va apparaître (produisant une prosaccade). Lorsque le cercle central est rouge, cela indique que vous devez regarder à l’opposé de l’image qui va apparaître (produisant une antisaccade^[3]). C’est dans cette consigne là que nous avons un exemple parfait de contrôle inhibiteur : lorsque nous regardons un écran et qu’une image apparaît, notre réflexe est de regarder vers cette image. Une luminosité attire notre attention. Lorsque nous avons reçu une consigne de regarder à l’opposé de cette image, nous devons donc inhiber notre réflexe et regarder l’autre côté de l’écran. Dans un cas de figure, on regarde le cercle central, il est vert, une image apparaît à gauche, et hop on regarde à gauche. Dans un autre cas de figure, on regarde le cercle central, il est rouge, une image apparaît à gauche. Cette fois ci il faut regarder à droite, et ainsi de suite (voir figure).

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La tâche d’antisaccade en développement

Assez logiquement, des études utilisant la tâche d’antisaccade en développement ont montré que le nombre d’erreurs d’antisaccade (le nombre de fois que les participants ont regardé l’image surgissante malgré un cercle central rouge juste avant) diminue avec l’âge, et se stabilise autour de 14 ans. Ceci implique que le contrôle inhibiteur devient « adulte » autour de 14 ans. Petit rappel que pendant cette tâche nous enregistrons les mouvements des yeux des participants … C’est comme ça qu’on arrive à enregistrer le nombre d’erreurs ! Des études en neurosciences ont utilisé cette tâche avec des techniques d’imagerie cérébrale : des études en IRMf^[4] notamment ont établi les réseaux neuronaux et les régions cérébrales impliqués durant les antisaccades. Ils ont donc enregistré les mouvements des yeux de participants qui réalisaient la tâche à l’intérieur de l’IRM. Je ne vais pas vous embêter longtemps avec les noms des régions cérébrales, mais retenez juste que la majorité des régions impliquées durant l’exécution d’une antisaccade (FEF, SEF, DLPFC…) sont déjà recrutés chez les enfants, mais que le degré d’activité augmente avec l’âge et se stabilise pendant l’adolescence.

Les stimuli sociaux

Plus haut, j’ai évoqué comment le feu de circulation nous donne une consigne : le feu rouge nous indique de nous arrêter, le feu vert nous indique d’y aller etc. Bien entendu, il n’y a pas que les feux de circulation qui agissent sur nous. Tous les éléments de notre quotidien agissent comme des stimuli et influencent nos actions. Nous allons nous concentrer sur un type : les stimuli sociaux. Pour entrer dans le vif du sujet nous évoquerons directement les stimuli sociaux utilisés dans notre étude : les visages. Les visages humains ont une particularité qui attire notre attention, volontaire et involontaire. On est plus facilement distraits par la présence d’un être humain que par la présence d’un bâtiment ou d’une voiture, et dans les êtres humains on va d’abord regarder leur visage. Même quand nous ne nous en rendons pas compte, les visages attirent notre attention ; nous regardons les visages assez automatiquement, sans pour autant y passer des heures ni pour des simples raisons d’attirance (ceci est encore un autre sujet). Des études en neurosciences et psychologie cognitive ont identifié que même au milieu de plein de distracteurs, les visages sont les premiers éléments à être identifiés. Des études en IRMf ont trouvé des régions du cerveau qui sont spécialisées pour traiter les visages humains. Parmi celles-là une région qui s’appelle la « fusiform FACE area » : l’aire fusiforme des visages. Les visages sont donc traités d’une manière spéciale dans le cerveau.

L’influence des stimuli sociaux sur le contrôle inhibiteur

Une étude utilisant la tâche d’antisaccade (que j’ai décrit longuement plus haut) a montré une spécificité des visages sur le contrôle inhibiteur : les adultes font plus d’erreurs d’antisaccade lorsque l’image présente sur l’écran est un visage. Ce résultat est très intéressant, parce que la tâche va assez vite. C’est-à-dire, lorsque le cercle central est rouge et qu’on doit regarder à l’opposé de l’image qui va apparaître par la suite, nous n’avons pas l’impression d’avoir réellement vu l’image. Les visages influent donc sur le contrôle inhibiteur, d’une façon automatique. Même sans se rendre compte de la nature de l’image sur l’écran, nous avons plus du mal à regarder ailleurs (malgré l’énoncé : cercle rouge) lorsqu’il s’agit d’un visage contrairement à d’autres types de stimuli visuels (voitures ou image bruité dans ce cas d’étude). Je tiens à préciser que pour les études en neurosciences, les types de stimuli utilisés sont souvent appauvris et correspondent à des images grisées, pour des raisons techniques. Cette étude nous a inspiré à investiguer les effets des stimuli sociaux sur le contrôle inhibiteur en développement : sachant que la perception sociale se développe encore durant l’enfance et l’adolescence d’un point de vue comportemental et cérébral, les visages influent-ils de la même manière le contrôle inhibiteur chez les enfants et les ados ?

L’influence des stimuli sociaux sur le contrôle inhibiteur en développement : nos études

Nous avons réalisé deux études : une purement comportementale (les participants faisaient la tâche d’antisaccade sur un ordinateur dans un bureau de labo) et une en IRMf (les participants faisaient la tâche d’antisaccade sur l’écran d’un ordinateur, allongés dans l’IRM). 139 enfants, adolescents et adultes ont participé à la première étude. Nous avons reproduit l’effet des visages sur le contrôle inhibiteur chez les adultes : ils ont fait plus d’erreurs pour les visages que pour les voitures et les images bruitées. Les enfants et les ados n’ont pas montré cet effet : il n’y avait pas d’effet spécifique du visage sur le contrôle inhibiteur. Ceci confirme que la perception sociale n’est pas encore entièrement mature à l’adolescence, et que l’influence des stimuli sociaux (les visages dans ce cas) sur le contrôle inhibiteur ne s’est pas encore entièrement mise en place à l’adolescence.

Dans la deuxième étude, nous nous sommes intéressés aux réseaux neuronaux qui pourraient expliquer cette différence comportementale. Des enfants, ados et adultes sont passés dans l’IRM. Nous avons validé d’anciennes études sur l’augmentation de l’activité cérébrale dans certaines régions impliquées dans la perception sociale et d’autres impliquées dans le contrôle inhibiteur avec l’âge. Concernant l’influence des stimuli sociaux sur le contrôle inhibiteur, nous avons trouvé que :

• les enfants ne montrent aucune activité cérébrale spécifique à cela
• les ado montrent une activité cérébrale dans des régions, mais différentes que celles des adultes

Ensemble ces deux études montrent qu’à l’enfance, la perception sociale n’influence pas encore le contrôle inhibiteur. A partir de l’adolescence, la perception sociale commence à se développer mais n’est pas encore représentée d’une manière « stable » dans des régions spécifiques. Le réseau cérébral associé à l’influence de la perception sociale sur le contrôle inhibiteur se remanie et change à l’âge adulte, pour constituer ce que l’on considère le réseau « mature ». En effet, à l’adolescence, un déséquilibre se crée entre une perception sociale encore immatures et des fonctions exécutives déjà matures. Ce déséquilibre marque cette période et pourrait expliquer les particularités liées à l’adolescence.

Note de l’autrice : cet article est une vulgarisation d’articles scientifiques publiés. Il représente une simplification de concepts et d’analyses effectuées. Je tiens à préciser que les processus sont complexes, que ce n’est pas toujours “noir ou blanc”, que les variabilités inter individuelles existent et doivent être prises en compte. Il s’agit d’une schématisation d’études réalisées qui en ne représentent pas une réalité absolue, mais plutôt entrent dans une continuité de questions de recherche et d’élaboration de concepts.

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[1] Le contrôle cognitif est notre capacité à réagir à des stimuli externes de manière adapté en tenant compte de nos buts (Collins 2013)  

[2] Les fonctions exécutives incluent l’inhibition, la mémoire de travail, la planification, l’attention …

[3] Une saccade oculaire est un mouvement des yeux brusque et rapide. Une antisaccade dans ce contexte est lorsque nous produisons une saccade vers l’opposé de l’apparition du stimulus (contrairement à une proscaccade qui consiste à produire une saccade vers le stimulus)

[4] L’IRMf ou Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle est une technique d’imagerie cérébrale qui permet de mesurer l’activité dans les aires du cerveau, en détectant les changements de flux sanguins. Elle permet d’associer une activité cérébrale à un processus cognitif