Réseau du mode par défaut

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Réseau du mode par défaut. Cette image montre les principales régions par défaut du réseau (en jaune) et la connexion entre les régions en couleur (xyz → rgb)[1],[2].

Le réseau du mode par défaut (MPD)[3],[4] désigne, en neurosciences, un réseau constitué des régions cérébrales actives lorsqu'un individu n'est pas focalisé sur le monde extérieur, et lorsque le cerveau est au repos, mais actif. Les termes de réseau par défaut, réseau d'état par défaut, réseau d'absence de tâche, et réseau cérébral du mode par défaut peuvent également être utilisés. Durant la réalisation d'une tâche, le MPD est désactivé, et un autre réseau est activé, le réseau de tâches positives. Le MPD pourrait permettre l'introspection.

Histoire de sa découverte[modifier | modifier le code]

Hans Berger, l'inventeur de l' électroencéphalogramme, a été le premier à proposer l'idée que le cerveau soit constamment occupé. En 1929, il montra que les oscillations électriques ne cessent pas lorsque le sujet est au repos. Cependant, ses idées n'ont pas été prises au sérieux, car elles contredisaient l'idée courante que le cerveau ne s'active que lors de la réalisatino d'une tâche[5]. Mais dans les années 1950, Louis Sokoloff et ses collègues ont remarqué que la consommation de glucose dans le cerveau restait la même lorsqu'une personne passait d'un état de repos à des problèmes de mathématiques difficiles[6]. Dans les années 1970, David H. Ingvar et ses collègues ont observé que le flux sanguin dans la partie antérieure du cerveau devenait plus élevé lorsqu'une personne était au repos[6]. Dans les années 1990, avec l'avènement de la tomographie par émission de positons (TEP), les chercheurs ont commencé à remarquer que lorsqu'une personne est impliquée dans des tâches de perception, de langage et d'attention, les zones cérébrales activées par ces tâches deviennent paradoxalement moins actives que lors du repos passif[7]. En 1995, Bharat Biswal, a découvert que le système sensorimoteur humain présentait une «connectivité à l'état de repos», présentant une synchronicité dans les scans d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) sans être engagé dans aucune tâche[8] ,[9]. Raichle a inventé le terme «mode par défaut» en 2001 pour décrire la fonction cérébrale au repos[10], et le concept est rapidement devenu un thème important en neurosciences[11].

Le nombre de publications par an avec "réseau par défaut" ou "réseau du mode par défaut" dans le titre.

Anatomie[modifier | modifier le code]

Le réseau du mode par défaut impliquerait[12],[13] :

  • des aires de réception et réacheminement de l'information (hub), particulièrement impliquées dans les pensées centrées sur soi : le cortex cingulaire postérieur, le cortex préfrontal médian, le gyrus angulaire ;
  • un sous-système dorsal médian, activé quand on pense aux autres : les trois régions précedemment citées, le lobe temporal latéral et antérieur, la jonction temporopariétale ;
  • un sous-système temporal médian, lié à la mémoire autobiographique et aux projections dans le futur : les trois régions précedemment citées, l'hippocampe et ses environs, le cortex rétrosplénial, lobe partiétal postérieur inférieur.

L'imagerie IRM de diffusion montre des faisceaux de substance blanche reliant différentes zones du réseau par défaut[14]. La susbtance blanche correspond aux axones myélinisés qui connectent les neurones entre eux.

L'analyse de la connectivité fonctionnelle chez les singes montre un réseau de régions similaire au réseau en mode par défaut observé chez les humains[15].

D'autres réseaux d'état de repos ont été découverts, tels que des réseaux visuels, auditifs et d'attention. Certains d'entre eux ont souvent une activité anti-corrélée avec le réseau en mode par défaut[16], c'est à dire que si l'un est actif, l'autre est inhibé.

Rôle hors pathologie[modifier | modifier le code]

Le réseau du mode par défaut est surtout connu pour être actif pendant la rêverie et l'errance mentale[17]. Le réseau de mode par défaut s'active en une fraction de seconde après que les participants ont terminé une tâche[18].

C'est potentiellement la base neurologique du soi[19],[20], puisqu'il est associé au traitement des souvenirs autobiographiques, est activé quand l'individu a des pensées centrées sur lui-même ou pense à son propre état émotionnel, se souvient du passé ou planifie l'avenir[21],[22]. Cependant, une forte activité du réseau par défaut est corrélée à des sentiments négatifs, comme de la rumination et l'inquiétude pour l'avenir[20].

Des recherches récentes ont montré que le réseau par d'éfaut s'active également lors de la perception de la beauté, dans des œuvres d'art, des paysages et l'architecture. Cela expliquerait un profond sentiment intérieur de plaisir lié à l' esthétique, connecté à la conscience d'une identité personnelle[23].

Mais ce réseau n'est pas limité aux activités auto-centrées, car il est aussi impliqué dans des pensées dirigées vers les autres[24].

Rôle en pathologie[modifier | modifier le code]

On a fait l'hypothèse que ce réseau du MPD pourrait être perturbé dans certaines pathologies maladie d'Alzheimer, schizophrénie, autisme[25]. En particulier, une non-diminution de l'activité du MPD lors de réalisations de taches a été retrouvée dans l'autisme (alors qu'on observe une désactivation du MPD chez les sujets sains lorsqu'ils effectuent une tâche cognitive)[26]. Une suractivité a été retrouvée dans la schizophrénie[27]. Il serait détruit de manière préférentielle dans la maladie d'Alzheimer[28]. Une connectivité plus faible a été trouvée chez des personnes qui ont subi un traumatisme comme des abus dans l'enfance. Une instabilité dans le temps et l'espace a également été retrouvée, sans corrélation avec une suractivité du MPD chez des enfants ayant des schizophrénie à début précoce. Ce réseau est relié au cortex sensoriel associé, qui augmenterait son activité, créant les hallucinations dans cette population[29].

Modulation de l'activité du MPD[modifier | modifier le code]

Les substances psychédéliques[modifier | modifier le code]

Une diminution du flux sanguin vers le cortex cingulaire postérieur et le cortex préfrontal médian a été observée sous l'administration de psilocybine[30]. Une étude sur les effets du LSD a démontré que le médicament désynchronise l'activité cérébrale dans le réseau par défaut[31].

Le sommeil[modifier | modifier le code]

La connectivité entre les différentes aires du réseau par défaut est modifiée selon les stades du sommeil[32]. La privation de sommeil entraîne une diminution de la connectivité au sein du réseau du MPD[33].

La méditation[modifier | modifier le code]

La méditation modifie la connectivité des structures du réseau par défaut connues pour être responsables d'une pensée sur soi-même et ses sentiments, et augmente la connectivité avec d'autres aires comme le cortex préfrontal médian et le lobule pariétal inférieur[34]. Ces modifications du fonctionnement du réseau par défaut pourraient expliquer la diminution de l'autocentration[35], l'amélioration de l'humeur par réduction de la rumination et de l'inquiétude[20], ainsi que l'augmentation de l'attention dans la vie quotidienne[36].

Les méditations basées sur la concentration (sur un objet, une image, ou la respiration) inhibent le réseau par défaut, encore plus que ne le fait la concentration sur une tache (hors méditation)[37], en particulier lors du retour de l'attention sur l'objet après une phase de rêverie[38]. Au contraire, les méditations qui ne bloquent pas les pensées ou les sensations augmentent la connectivité dans ce réseau[39], mais elle est différente[40].

La méditation produit à long terme des changements structuraux dans certaines aires du réseau de mode par défaut, comme la jonction temporopariétale, le cortex cirgulaire postérieur[41],[42].

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Andreas Horn, Dirk Ostwald, Marco Reisert et Felix Blankenburg, « The structural-functional connectome and the default mode network of the human brain », NeuroImage,‎ (PMID 24099851, DOI 10.1016/j.neuroimage.2013.09.069).
  2. (en) A. Garrity, G. D. Pearlson, K. McKiernan, D. Lloyd, K. A. Kiehl et V. D. Calhoun, « berrant default mode functional connectivity in schizophrenia », Am.J.Psychiatry, vol. 164,‎ , p. 450-457.
  3. Marc Gozlan, « Que fait le cerveau quand il ne fait rien ? » (consulté le 25 août 2014).
  4. Caroline Schnakers et Steven Laureys, Coma et états de conscience altérée, , 33 p. (ISBN 978-2-8178-0127-8 et 2-8178-0127-X, lire en ligne), p. 33.
  5. Raichle, « Un cerveau jamais au repos », Pour La Science,‎
  6. a et b Buckner, Andrews-Hanna et Schacter, « The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease », Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1124,‎ , p. 1–38 (DOI 10.1196/annals.1440.011)
  7. Buckner, Andrews-Hanna et Schacter, « The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease », Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1124,‎ , p. 1–38 (DOI 10.1196/annals.1440.011)
  8. Biswal, Yetkin, Haughton et Hyde, « Functional connectivity in the motor cortex of resting human brain using echoplanar MRI. », Magn Reson Med, vol. 34, no 4,‎ , p. 537–541 (DOI 10.1002/mrm.1910340409)
  9. Shen, « Core Concepts: Resting State Connectivity », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 112, no 46,‎ , p. 14115–14116 (DOI 10.1073/pnas.1518785112)
  10. Raichle, MacLeod, Snyder et Powers, « Inaugural Article: A default mode of brain function », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 98, no 2,‎ , p. 676–82 (DOI 10.1073/pnas.98.2.676)
  11. Raichle et Snyder, « A default mode of brain function: A brief history of an evolving idea », NeuroImage, vol. 37, no 4,‎ , p. 1083–90 (DOI 10.1016/j.neuroimage.2007.02.041)
  12. (en) Pedro Nascimento Alves, Chris Foulon, Vyacheslav Karolis et Danilo Bzdok, « An improved neuroanatomical model of the default-mode network reconciles previous neuroimaging and neuropathological findings », Communications Biology, vol. 2, no 1,‎ (DOI 10.1038/s42003-019-0611-3)
  13. (en) « The structural–functional connectome and the default mode network of the human brain », NeuroImage, vol. 102,‎ , p. 142–151 (DOI 10.1016/j.neuroimage.2013.09.069)
  14. Andrews-Hanna, « The brain's default network and its adaptive role in internal mentation », The Neuroscientist: A Review Journal Bringing Neurobiology, Neurology and Psychiatry, vol. 18, no 3,‎ , p. 251–270 (ISSN 1089-4098, PMID 21677128, PMCID 3553600, DOI 10.1177/1073858411403316)
  15. Buckner, Andrews-Hanna et Schacter, « The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease », Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1124,‎ , p. 1–38 (DOI 10.1196/annals.1440.011)
  16. Broyd, Demanuele, Debener et Helps, « Default-mode brain dysfunction in mental disorders: A systematic review », Neuroscience & Biobehavioral Reviews, vol. 33, no 3,‎ , p. 279–96 (DOI 10.1016/j.neubiorev.2008.09.002)
  17. Buckner, Andrews-Hanna et Schacter, « The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease », Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1124,‎ , p. 1–38 (DOI 10.1196/annals.1440.011)
  18. Dastjerdi, Foster, Nasrullah et Rauschecker, « Differential electrophysiological response during rest, self-referential, and non-self-referential tasks in human posteromedial cortex », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 108, no 7,‎ , p. 3023–3028 (DOI 10.1073/pnas.1017098108)
  19. Andrews-Hanna, « The brain's default network and its adaptive role in internal mentation », The Neuroscientist: A Review Journal Bringing Neurobiology, Neurology and Psychiatry, vol. 18, no 3,‎ , p. 251–270 (DOI 10.1177/1073858411403316)
  20. a b et c Yair Dor-Ziderman, Aviva Berkovich-Ohana, Joseph Glicksohn et Abraham Goldstein, « Mindfulness-induced selflessness: a MEG neurophenomenological study », Frontiers in Human Neuroscience, vol. 7,‎ (DOI 10.3389/fnhum.2013.00582)
  21. Buckner, Andrews-Hanna et Schacter, « The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease », Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1124,‎ , p. 1–38 (DOI 10.1196/annals.1440.011)
  22. Matthew Lieberman, Social, Broadway Books, , 19 p. (ISBN 978-0-307-88910-2)
  23. (en) Starr, Stahl, Belfi et Isik, « The default-mode network represents aesthetic appeal that generalizes across visual domains », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 116, no 38,‎ , p. 19155–19164 (DOI 10.1073/pnas.1902650116)
  24. Andrews-Hanna, « The brain's default network and its adaptive role in internal mentation », The Neuroscientist: A Review Journal Bringing Neurobiology, Neurology and Psychiatry, vol. 18, no 3,‎ , p. 251–270 (DOI 10.1177/1073858411403316)
  25. (en) R. L. Buckner, J. R. Andrews-Hanna et D. L. Schacter, « The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease », Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1124, no 1,‎ , p. 1–38 (DOI 10.1196/annals.1440.011).
  26. (en) DP Kennedy, E Redcay et E Courchesne, « Failing to deactivate: resting functional abnormalities in autism », Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 103, no 21,‎ , p. 8275–8280 (DOI 10.1073/pnas.0600674103).
  27. (en) S. Whitfield-Gabrieli, H. W. Thermenos, S. Milanovic, M. T. Tsuang, S. V. Faraone, R. W. McCarley, M. E. Shenton, A. I. Green, A. Nieto-Castanon, P. Laviolette, J. Wojcik, J. D. E. Gabrieli et L. J. Seidman, « Hyperactivity and hyperconnectivity of the default network in schizophrenia and in first-degree relatives of persons with schizophrenia », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 106, no 4,‎ , p. 1279–84 (PMID 19164577, PMCID 2633557, DOI 10.1073/pnas.0809141106).
  28. (en) Kolata G, « Insights give hope for new attack on Alzheimer's », New York Times, (consulté le 14 décembre 2012).
  29. Renaud Jardri, Pierre Thomas, Christine Delmaire et Pierre Delion, « The neurodynamic organization of modality-dependent hallucinations », Cerebral Cortex (New York, N.Y.: 1991), vol. 23, no 5,‎ , p. 1108–1117 (ISSN 1460-2199, PMID 22535908, DOI 10.1093/cercor/bhs082, lire en ligne, consulté le 22 mars 2021)
  30. Carhart-Harris, Erritzoe, Williams et Stone, « Neural correlates of the psychedelic state as determined by fMRI studies with psilocybin », PNAS, vol. 109, no 6,‎ , p. 2138–2143 (DOI 10.1073/pnas.1119598109)
  31. Carhart-Harris, Muthukumaraswamy, Roseman et Kaelen, « Neural correlates of the LSD experience revealed by multimodal neuroimaging », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 113, no 17,‎ , p. 4853–4858 (DOI 10.1073/pnas.1518377113)
  32. Picchioni, Duyn et Horovitz, « Sleep and the functional connectome », NeuroImage, vol. 80,‎ , p. 387–396 (DOI 10.1016/j.neuroimage.2013.05.067)
  33. McKenna et Eyler, « Overlapping prefrontal systems involved in cognitive and emotional processing in euthymic bipolar disorder and following sleep deprivation: A review of functional neuroimaging studies », Clinical Psychology Review, vol. 32, no 7,‎ , p. 650–663 (DOI 10.1016/j.cpr.2012.07.003)
  34. (en) Véronique A. Taylor, Véronique Daneault, Joshua Grant et Geneviève Scavone, « Impact of meditation training on the default mode network during a restful state », Social Cognitive and Affective Neuroscience, vol. 8, no 1,‎ 2013-01-xx, p. 4–14 (DOI 10.1093/scan/nsr087)
  35. (en) Wendy Hasenkamp, Christine D. Wilson-Mendenhall, Erica Duncan et Lawrence W. Barsalou, « Mind wandering and attention during focused meditation: A fine-grained temporal analysis of fluctuating cognitive states », NeuroImage, vol. 59, no 1,‎ 2012-01-xx, p. 750–760 (DOI 10.1016/j.neuroimage.2011.07.008)
  36. (en) Anne Hauswald, Teresa Übelacker, Sabine Leske et Nathan Weisz, « What it means to be Zen: Marked modulations of local and interareal synchronization during open monitoring meditation », NeuroImage, vol. 108,‎ 2015-03-xx, p. 265–273 (DOI 10.1016/j.neuroimage.2014.12.065)
  37. (en) Kathleen A. Garrison, Thomas A. Zeffiro, Dustin Scheinost et R. Todd Constable, « Meditation leads to reduced default mode network activity beyond an active task », Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, vol. 15, no 3,‎ 2015-09-xx, p. 712–720 (DOI 10.3758/s13415-015-0358-3)
  38. (en) Wendy Hasenkamp, Christine D. Wilson-Mendenhall, Erica Duncan et Lawrence W. Barsalou, « Mind wandering and attention during focused meditation: A fine-grained temporal analysis of fluctuating cognitive states », NeuroImage, vol. 59, no 1,‎ 2012-01-xx, p. 750–760 (DOI 10.1016/j.neuroimage.2011.07.008)
  39. (en) Joon Hwan Jang, Wi Hoon Jung, Do-Hyung Kang et Min Soo Byun, « Increased default mode network connectivity associated with meditation », Neuroscience Letters, vol. 487, no 3,‎ 2011-01-xx, p. 358–362 (DOI 10.1016/j.neulet.2010.10.056)
  40. (en) Wendy Hasenkamp, Christine D. Wilson-Mendenhall, Erica Duncan et Lawrence W. Barsalou, « Mind wandering and attention during focused meditation: A fine-grained temporal analysis of fluctuating cognitive states », NeuroImage, vol. 59, no 1,‎ 2012-01-xx, p. 750–760 (DOI 10.1016/j.neuroimage.2011.07.008)
  41. Fox, Nijeboer, Dixon et Floman, « Is meditation associated with altered brain structure? A systematic review and meta-analysis of morphometric neuroimaging in meditation practitioners », Neuroscience & Biobehavioral Reviews, vol. 43,‎ , p. 48–73 (DOI 10.1016/j.neubiorev.2014.03.016)
  42. (en) Nicolás Fayed, Yolanda Lopez del Hoyo, Eva Andres et Antoni Serrano-Blanco, « Brain Changes in Long-Term Zen Meditators Using Proton Magnetic Resonance Spectroscopy and Diffusion Tensor Imaging: A Controlled Study », PLOS ONE, vol. 8, no 3,‎ (DOI 10.1371/journal.pone.0058476)

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Cet article provient en partie de la traduction de la page anglaise «Default mode network».

Livres[modifier | modifier le code]

Antonio R. Damasio, 2002, «Le sentiment même de soi» Ed. Odile Jacob (ISBN 2738111181)

Antonio R.. Damasio, 2012 «L'Autre moi-même, Les nouvelles cartes du cerveau, de la conscience et des émotions, O. Jacob, 416 pages (ISBN 978-2-7381-2827-0)

Site Web[modifier | modifier le code]

Page web de l'équipe du CNRS qui a fait une nouvelle cartographie du réseau par défaut en 2019.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

cortex préfrontal médian

cortex cingulaire