droite|vignette|300x300px|Les corrélats neuronaux de la conscience (CNC) constituent le plus petit ensemble d'évènements et de structures neuronaux suffisants pour une perception consciente ou un souvenir explicite donné. Ce cas implique des potentiels d'action synchronisés dans les neurones pyramidaux néocorticaux.
Les corrélats neuronaux de la conscience (CNC) sont l'ensemble minimal d'évènements et de mécanismes neuronaux nécessaires à l'apparition des états mentaux auxquels ils sont associés. Les neuroscientifiques utilisent des approches empiriques pour tenter de découvrir les corrélats neuronaux des phénomènes subjectifs (c'est-à-dire les modifications neuronales nécessairement et régulièrement corrélées à une expérience spécifique).
Approche neurobiologique de la conscience Une science de la conscience doit expliquer la relation exacte entre les états mentaux subjectifs et les états cérébraux ; ainsi que la nature de la relation entre l'esprit conscient et les interactions électrochimiques du corps (problème corps-esprit).
Les progrès en neuropsychologie et en neurophilosophie viennent d'une approche centrée sur le corps plutôt que sur l'esprit. Dans ce contexte, les corrélats neuronaux de la conscience peuvent être considérés comme ses causes, et la conscience peut être envisagée comme une propriété, dépendante de l'état, d'un système biologique complexe, adaptatif et hautement interconnecté, encore indéfini.
La découverte et la caractérisation des corrélats neuronaux (encore émergentes) ne permettent pas d'élaborer une théorie causale de la conscience capable d'expliquer comment des systèmes particuliers perçoivent quoi que ce soit ; c'est ce qu'on appelle le problème difficile de la conscience. Mais, la compréhension des corrélats neuronaux de la conscience (CNC) pourrait être un pas vers une telle théorie. Les neurobiologistes suggèrent généralement que les variables à l'origine de la conscience se situent au niveau neuronal et sont régies par les lois classiques de la physico-chimie et de la biologie classique. Mais il existe aussi une théories dite de la conscience quantique fondées sur la mécanique quantique..
Il existe une redondance et un parallélisme apparents dans les réseaux neuronaux. Ainsi, si l'activité d'un groupe de neurones peut être corrélée à une perception dans un cas précis, une autre population neuronale peut être impliquée dans une perception similaire si la première est absente ou inactivée. Chaque état phénoménal et subjectif semble posséder un corrélat neuronal. Lorsque le corrélat neuronal peut être induit artificiellement, le sujet perçoit le phénomène associé. En revanche, perturber ou inactiver la région de corrélation d'une perception spécifique affecte cette perception ou la fait disparaître, établissant ainsi une relation de cause à effet entre la région neuronale et la nature de la perception.
Parmi les questions posées depuis le : quelles sont les caractéristiques des CNC ? Quelles sont les similitudes entre les CNC pour la vision et celui pour l’audition ? Les CNC impliquent-t-ils tous les neurones pyramidaux du cortex à un instant donné ? Ou seulement un sous-ensemble de cellules de projection à longue portée des lobes frontaux qui projettent vers les cortex sensoriels postérieurs ? Existe-t-il des neurones à activité rythmique ? Des neurones à activité synchrone ?
La capacité croissante des neuroscientifiques à manipuler les neurones via des méthodes de biologie moléculaire combinées à l'optogénétique. repose sur le développement simultané de tests comportementaux appropriés et d'organismes modèles compatibles avec l'analyse et la manipulation génomiques à grande échelle. L'association d'une analyse neuronale fine chez l'animal avec des techniques psychophysiques et d'imagerie cérébrale de plus en plus sensibles chez l'humain, complétée par l'élaboration d'un cadre théorique prédictif robuste, devrait permettre, espérons-le, de parvenir à une compréhension rationnelle de la conscience, l'un des mystères fondamentaux de la vie. Des recherches ont mis en évidence une corrélation entre des changements significatifs et mesurables de la structure cérébrale à la fin du deuxième trimestre du développement fœtal humain et l'émergence précoce de la conscience chez le fœtus. Ces développements structuraux incluent la maturation des connexions neuronales et la formation de régions cérébrales clés associées au traitement sensoriel et à la régulation émotionnelle. À mesure que ces zones s'intègrent, le fœtus commence à réagir aux stimuli externes, suggérant les prémisses d'une conscience² de son environnement, étape cruciale où se jettent les bases du développement cognitif et social futur, influençant la façon dont les individus interagiront avec le monde qui les entoure après la naissance..
Niveau d'éveil et contenu de la conscience Le terme « conscience » comporte deux dimensions communes mais distinctes : l’une concerne l’éveil et les états de conscience, l’autre le contenu de la conscience et les états conscients. Pour être conscient de quoi que ce soit, le cerveau doit se trouver dans un état d’éveil relativement élevé (parfois appelé vigilance), que ce soit à l’état de veille ou lors du sommeil paradoxal, moment d'expérience particulièrement vive dans les rêves, bien que généralement non mémorisée. Le niveau d’éveil cérébral fluctue selon un rythme circadien, mais est aussi très influencé par le manque de sommeil, la prise de drogues, de médicaments et/ou d’alcool, l’effort physique, etc. L’éveil peut être mesuré comportementalement par l’amplitude du signal qui déclenche une réaction spécifique (par exemple, le niveau sonore nécessaire pour provoquer un mouvement oculaire ou une rotation de la tête vers la source sonore). Les cliniciens utilisent des systèmes de notation tels que l’échelle de coma de Glasgow pour évaluer le niveau d’éveil des patients, internationalement la plus utilisée dans le monde depuis sa publication..
La recherche sur les CNC est aussi délimitée par des types spécifiques au contenu et des types complets ; les deux étant distincts des conditions de base de la conscience..
Les états d'éveil intense sont associés à des états de conscience ayant un contenu spécifique : voir, entendre, se souvenir, planifier ou fantasmer. Différents niveaux ou états de conscience sont associés à différents types d'expériences conscientes.
L'état de veille est très différent de l'état de rêve (ce dernier étant, par exemple, peu ou pas introspectif) et de l'état de sommeil profond.
Dans ces trois cas, la physiologie cérébrale de base diffère, comme c'est également le cas lors d'états de conscience modifiés, par exemple après la prise de drogues ou pendant la méditation, où la perception et l'intuition conscientes peuvent être accrues ou donner l'impression de l'être, par rapport à l'état de veille normal.
Les cliniciens parlent d'états de conscience altérés tels que « l'état comateux », « l'état végétatif persistant » (EVP) et « l'état de conscience minimale » (ECM). Ici, le terme « état » désigne différents degrés de conscience externe/physique, allant d'une absence totale dans le coma, l'état végétatif persistant et l'anesthésie générale, à une forme fluctuante et limitée de sensation consciente dans un état de conscience minimale, comme le somnambulisme ou lors d'une crise d'épilepsie partielle complexe. Le répertoire des états ou expériences de conscience accessibles à un patient en état de conscience minimale est comparativement limité. En cas de mort cérébrale, il n'y a pas d'éveil, mais on ignore si la subjectivité de l'expérience est totalement interrompue, plutôt que son lien observable avec l'organisme. La neuro-imagerie fonctionnelle a montré que certaines parties du cortex restent actives chez les patients en état végétatif présumés inconscients. Mais ces zones semblent fonctionnellement déconnectées des aires corticales associatives dont l'activité est nécessaire à la conscience
La richesse potentielle de l'expérience consciente semble croître du sommeil profond à la somnolence, puis à l'éveil complet. Ce phénomène pourrait être quantifié à l'aide de notions issues de la théorie de la complexité, qui intègrent à la fois la dimensionnalité et la granularité de l'expérience consciente afin de proposer une explication informationnelle intégrée de la conscience. À mesure que l'éveil comportemental augmente, la gamme et la complexité des comportements possibles s'accroissent également. Or, durant le sommeil paradoxal, on observe une atonie caractéristique, un faible éveil moteur et une difficulté à réveiller la personne, malgré une activité cérébrale métabolique et électrique élevée et une perception vive.
De nombreux noyaux présentant des signatures chimiques distinctes dans le thalamus, le mésencéphale et le pont doivent être fonctionnels pour qu'un sujet atteigne un état d'éveil cérébral suffisant pour percevoir quoi que ce soit. Ces noyaux font donc partie des facteurs permettant la conscience. Inversement, il semble que le contenu spécifique de toute sensation consciente particulière soit véhiculé par des neurones spécifiques du cortex et leurs structures satellites associées, notamment l'amygdale, le thalamus, le claustrum et les ganglions de la base.
Bases neuronales de la perception La possibilité de manipuler précisément les perceptions visuelles dans le temps et l'espace a fait de la vision une modalité privilégiée dans la recherche des mécanismes neuronaux de la conscience. Les psychologues ont perfectionné plusieurs techniques – masquage, rivalité binoculaire, suppression par flash continu, cécité induite par le mouvement, cécité au changement, cécité d'inattention – qui perturbent la relation apparemment simple et univoque entre un stimulus physique et sa perception associée dans l'esprit du sujet. En particulier, un stimulus peut être supprimé perceptivement pendant plusieurs secondes, voire plusieurs minutes : l'image est projetée dans l'un des yeux de l'observateur, mais reste invisible. De cette manière, les mécanismes neuronaux qui répondent à la perception subjective plutôt qu'au stimulus physique peuvent être isolés, permettant ainsi de suivre l'activité de la conscience visuelle dans le cerveau. Dans une illusion perceptive, le stimulus physique reste fixe tandis que la perception fluctue. L'exemple le plus connu est le cube de Necker, dont les 12 lignes peuvent être perçues en profondeur de deux manières différentes. gauche|vignette|300x300px|Cube de Necker : le dessin de gauche peut être perçu selon plusieurs configurations de profondeur distinctes (dont deux sont illustrées à droite). Sans aucun autre indice, le système visuel bascule entre ces interprétations. La rivalité binoculaire est une illusion perceptive qui peut être contrôlée avec précision : deux images statiques différentes sont présentées à chaque œil. Les observateurs conscients voient alternativement l’une ou l’autre image ; le cerveau ne permet pas la perception simultanée des deux.