Votre cerveau n’est pas un oignon contenant un petit reptile (2020)
(journals.sagepub.com)- La théorie du cerveau triunique (triune-brain theory), selon laquelle de nouvelles structures se seraient superposées en couches sur des structures plus anciennes au cours de l’évolution du cerveau humain, figure dans les manuels de psychologie comme un fait établi alors qu’elle repose sur une conception erronée sans fondement en biologie évolutive
- Le modèle selon lequel un « cerveau reptilien » interne gérerait les émotions et les instincts, tandis qu’un cerveau plus récent chargé du langage et de la planification l’envelopperait, est abandonné depuis longtemps par les neurobiologistes
- La complexité du système nerveux a évolué de façon répétée dans plusieurs lignées indépendantes, et des céphalopodes comme les poulpes et les seiches, ainsi que certains insectes, possèdent eux aussi des systèmes nerveux très complexes
- L’évolution anatomique ne procède pas par ajout de couches comme des strates géologiques, mais par transformation de structures préexistantes ; de plus, le cortex cérébral n’est pas une innovation propre à l’être humain, mais une structure présente chez tous les vertébrés
- Une vision erronée de l’évolution conduit à supposer des structures neurales et des fonctions cognitives propres à l’humain, ce qui peut faire obstacle à l’étude des continuités entre espèces et orienter la recherche de manière biaisée ; cette idée devrait donc être abandonnée en psychologie
La théorie du cerveau triunique, une idée fausse en psychologie
- Beaucoup de psychologues croient que, lors de l’apparition de nouvelles espèces de vertébrés, des structures cérébrales plus récentes et plus complexes sur le plan évolutif sont venues s’ajouter à des structures anciennes et plus simples
- Selon cette vision, le « cerveau reptilien », composé des noyaux gris centraux et du système limbique, constituerait un noyau ancien chargé des émotions et des comportements instinctifs, situé à l’intérieur d’un cerveau plus récent capable de langage et de planification comportementale
- Le cœur du modèle est l’idée que, lorsqu’une nouvelle espèce apparaît, de nouveaux éléments s’ajoutent littéralement en couches à l’extérieur des anciens, et que ces nouvelles structures sont liées à des fonctions psychologiques complexes attribuées uniquement à l’être humain (ou aux primates, ou aux mammifères sociaux)
- Le créateur de cette théorie est Paul MacLean (1964), qui affirmait que l’être humain avait en quelque sorte hérité de trois cerveaux
- Il soutenait que le plus ancien était reptilien, que le deuxième s’était développé chez les mammifères inférieurs, et que le troisième, le plus récent, s’était développé chez les mammifères tardifs, atteignant son apogée chez l’être humain en lui donnant le langage symbolique
- Cette croyance est présentée dans les manuels comme un fait, mais elle n’a aucun fondement en biologie évolutive
Une erreur répandue dans les manuels et dans le monde académique
- Le manuel d’introduction à la psychologie le plus utilisé (Myers & Dewall, 2018) explique que des animaux primitifs comme les requins ont un cerveau simple qui ne régule que les fonctions élémentaires de survie, que des mammifères inférieurs comme les rongeurs ont un cerveau plus complexe permettant les émotions et la mémoire, et que des mammifères supérieurs comme les humains disposent en plus de capacités de prédiction
- Il compare l’augmentation de la complexité cérébrale à une superposition de nouveaux systèmes sur les anciens, à l’image de reliefs terrestres où le plus récent recouvre le plus ancien
- Un échantillon de 20 manuels d’introduction publiés entre 2009 et 2017 montre que, parmi les 14 qui évoquent l’évolution du cerveau, 86 % contiennent au moins une description inexacte de ce type
- Seuls deux manuels reflétaient correctement le consensus des neurobiologistes comparatifs
- Dans le domaine de la cognition sociale, cette distinction sert de base aux modèles à double traitement de l’automaticité
- Dijksterhuis et Bargh (2001) écrivent que, lorsqu’une nouvelle espèce se développe, de nouvelles régions cérébrales s’ajoutent aux plus anciennes, en affirmant que « la grenouille et le poisson sont toujours en nous », l’humain disposant en plus d’un système d’inhibition et de contrôle
- Le modèle de MacLean apparaît aussi dans de nombreux domaines : la personnalité (Epstein, 1994), l’attention (Mirsky & Duncan, 2002), la psychopathologie (Cory & Gardner, 2002), l’économie de marché (Cory, 2002) et la morale (Narvaez, 2008)
- The Dragons of Eden (1978) de Carl Sagan, lauréat du prix Pulitzer, ainsi que Mind Wide Open (2005) de Steven Johnson, s’appuient largement sur cette idée ; le livre de Sagan a notamment joué un rôle majeur dans sa diffusion auprès du grand public non universitaire
Qu’est-ce qui ne va pas ?
- Le premier problème tient à la vision des animaux comme alignés sur une échelle de la nature (scala naturae) allant du « simple » au « complexe »
- C’est irréaliste, car la complexité neurale et anatomique a évolué à plusieurs reprises dans des lignées indépendantes
- L’idée d’un progrès linéaire allant d’animaux au cerveau un peu moins complexe, comme les rongeurs, vers des espèces un peu plus complexes puis vers l’humain, ne correspond pas à la réalité
- La bonne manière de voir l’évolution est de considérer que les animaux se sont diversifiés par radiation à partir d’ancêtres communs
- Au cours de cette radiation, des systèmes nerveux complexes et des capacités cognitives sophistiquées ont évolué indépendamment à de multiples reprises
- Des mollusques céphalopodes comme les poulpes et les seiches, ainsi que certains insectes et arthropodes, possèdent eux aussi des systèmes nerveux et des comportements très complexes
- Même chez les vertébrés non mammifères, la complexité cérébrale a augmenté indépendamment à plusieurs reprises chez certains requins, poissons osseux et oiseaux
- La croyance selon laquelle l’ajout de structures nerveuses complexes produirait automatiquement une plus grande complexité comportementale — autrement dit, que la complexité structurelle engendre la complexité fonctionnelle — est elle aussi erronée
- L’idée qu’un grand cerveau équivaut à une meilleure complexité comportementale reste controversée, et les animaux non humains ne réagissent pas de manière rigidement stéréotypée aux stimuli
- Les comportements de tous les vertébrés sont produits à partir de substrats neuronaux analogues qui intègrent l’information sur la base de circuits décisionnels façonnés par l’évolution
- Le problème le plus important est l’implication selon laquelle l’évolution anatomique procèderait par ajout de nouvelles couches sur les anciennes, comme des strates géologiques
- En réalité, le changement évolutif résulte de la transformation de structures existantes ; les ailes des chauves-souris, par exemple, ne sont pas de nouveaux appendices mais des membres antérieurs modifiés au fil de nombreuses étapes intermédiaires
- Le cortex cérébral n’est pas une innovation évolutive propre aux humains, aux primates ou même aux mammifères : tous les vertébrés possèdent des structures liées au cortex sur le plan évolutif
- Il est même possible que le cortex soit plus ancien que les vertébrés eux-mêmes (Dugas-Ford et al. 2012 ; Tomer et al. 2010)
- Même le cortex préfrontal, associé à la raison et à la planification comportementale, n’est pas une structure propre à l’humain
- La taille relative du cortex préfrontal chez l’humain par rapport aux autres animaux fait débat, mais tous les mammifères possèdent un cortex préfrontal
Origine et persistance de la théorie de MacLean
- Cette idée fausse trouve son origine dans les travaux de MacLean, dans les années 1940, sur une région cérébrale qu’il a nommée le système limbique (limbic system)
- Par la suite, MacLean a proposé que l’humain possède un cerveau triunique composé de trois grandes parties ayant évolué de manière séquentielle
- Selon lui, le plus ancien « complexe reptilien » assurerait les fonctions de base comme le mouvement et la respiration, le système limbique les réponses émotionnelles, et le cortex cérébral le langage et le raisonnement
- La conception de MacLean était déjà reconnue comme erronée au moment de la publication de son livre en 1990 (voir la critique de Reiner, 1990)
- Malgré cela, elle reste largement répandue en psychologie alors même qu’elle est incompatible avec la compréhension actuelle de la neurobiologie des vertébrés
- Les analyses de citations montrent que les neuroscientifiques citent surtout les articles empiriques de MacLean, tandis que les psychologues non spécialisés en neuropsychologie citent davantage ses travaux sur le cerveau triunique
Pourquoi c’est important
- En tant que scientifiques, nous devons nous intéresser à l’état réel du monde, indépendamment de l’existence ou non de conséquences pratiques immédiates ; une compréhension erronée de l’évolution du système nerveux doit donc être corrigée
- La croyance selon laquelle l’humain disposerait de structures neurales uniques conférant des fonctions cognitives uniques pousse à privilégier des explications centrées sur l’espèce, au détriment de la reconnaissance des continuités entre espèces
- Lorsqu’on désigne une région cérébrale ou une fonction comme « spéciale », on tend ensuite à la traiter comme telle dans la recherche elle-même (Higgins 2004)
- Les théories à double traitement en psychologie en offrent un exemple représentatif
- Evans (2008) résume leur thème commun comme l’existence de deux systèmes cognitifs distincts sur le plan évolutif, le System 1 précédant le System 2
- La distinction entre impulsions animales anciennes et pensée rationnelle plus récente apparaît dans les recherches sur la volonté sous la forme d’un contraste entre choix « chauds » (immédiats, émotionnels) et choix « froids » (de long terme, rationnels)
- Dans l’expérience classique du marshmallow, le fait de différer la gratification (attendre avant de manger le marshmallow) est considéré comme un bon résultat révélant une plus grande volonté ; cette idée dérive d’une lecture psychodynamique freudienne opposant les impulsions animales « chaudes » aux processus rationnels « froids »
Une compréhension plus juste au service d’une recherche intégrée
- Présenter la volonté comme un affrontement entre planification à long terme et désirs animaux conduit à une conclusion discutable : les animaux dépourvus des nouvelles structures neurales nécessaires à la planification rationnelle à long terme seraient incapables de différer la gratification
- Tous les animaux prennent des décisions entre des comportements qui impliquent des arbitrages de coût d’opportunité
- La vraie question ne devrait donc pas être « pourquoi les humains se comportent-ils parfois comme des animaux hédonistes et parfois comme des humains rationnels ? », mais « quels sont les principes généraux selon lesquels les animaux prennent des décisions impliquant des coûts d’opportunité ? »
- En biologie évolutive et en psychologie, la théorie des histoires de vie (life-history theory) explique les principes selon lesquels tous les organismes effectuent des arbitrages, le succès reproductif étant l’unique moteur évolutif
- Dans un environnement fiable, attendre un deuxième marshmallow peut être avantageux ; mais dans un environnement incertain, par exemple si l’expérimentateur n’est pas digne de confiance et que la récompense est donc peu sûre, il peut être plus avantageux de manger immédiatement le premier marshmallow (Kidd, Palmeri, & Aslin, 2013)
- L’impulsivité peut ainsi être comprise non comme un échec moral où des pulsions animales écraseraient la rationalité humaine, mais comme une réponse adaptative à un environnement instable
- Des recherches fondées sur une compréhension plus juste de l’évolution du cerveau peuvent intégrer la volonté, l’inhibition, la dévalorisation du futur et le délai de gratification dans des approches évolutionnaires et développementales
- Elles permettent notamment de poser des questions que la perspective classique du double traitement ne peut pas formuler, par exemple celle de savoir si le manque d’inhibition lié à l’exposition à des environnements adverses pourrait faire partie d’une adaptation cognitive conçue pour réussir dans ces contextes
Conclusion
- Si cette conception erronée de l’évolution du cerveau persiste, c’est notamment parce qu’elle correspond à l’expérience humaine d’être submergé par des émotions apparemment incontrôlables
- Elle s’accorde aussi avec des traditions plus anciennes : l’opposition entre raison et émotion, l’âme tripartite de Platon, la psychodynamique freudienne ou encore certaines conceptions religieuses de l’humain
- Son caractère simple, réductible à un paragraphe de manuel d’introduction, contribue également à sa longévité
- Néanmoins, ces idées n’ont aucun fondement en neurobiologie ni dans notre compréhension de l’évolution ; les psychologues scientifiques doivent donc les abandonner
1 commentaires
Commentaires sur Hacker News
Même après avoir lu cet article et l’entrée Wikipédia associée https://en.wikipedia.org/wiki/Triune_brain, je ne vois pas très bien ce qui est « faux » dans le modèle du cerveau triunique.
La réfutation de l’article dit 1) que l’évolution n’est pas linéaire mais se ramifie comme des branches, 2) qu’un gros cerveau n’est pas forcément plus complexe, 3) que l’évolution ne se contente pas d’ajouter de nouvelles couches, elle modifie aussi les structures cérébrales existantes ; mais tout cela me semble évident et ne réfute pas vraiment la théorie du cerveau triunique.
Les ganglions de la base ont évolué chez les reptiles, le système limbique existe aussi chez les mammifères, et le néocortex fonctionne d’une manière similaire à celui d’autres primates, des dauphins et des éléphants : ce n’est pas scientifiquement correct ? Et il semble bien que ces structures correspondent à certains types de comportements.
L’hypothèse du cerveau triunique me paraît être non pas « fausse », mais une classification simple utile pour distinguer les grandes lignes ; je ne comprends donc pas ce qui est réfuté.
Du coup, la vision d’une structure en couches, avec les couches les plus anciennes au centre et les nouvelles à la surface, est inexacte.
Cette croyance a conduit à l’hypothèse erronée selon laquelle le cerveau humain serait automatiquement supérieur parce qu’il serait un « cerveau animal + quelque chose », tandis que le cerveau animal serait automatiquement inférieur parce qu’il serait un « cerveau humain - quelque chose » ; l’article semble réfuter les deux.
Ils semblent ne pas comprendre comment fonctionne un modèle du monde. Évidemment, il n’est pas parfait, mais il peut constituer un cadre utile pour comprendre.
Si les lois de Newton ne sont pas apparues plus tôt, c’est probablement aussi à cause de polymathes influents qui, en observant des données empiriques comme le fait que les objets en mouvement finissent par s’arrêter et que les ballons remplis de gaz montent, en ont tiré de mauvaises conclusions du type « les gaz veulent monter avec les autres gaz » ou « les solides veulent être au repos ».
Newton a déduit ses lois du mouvement à partir d’une expérience de pensée sur un projectile se déplaçant dans l’espace ; sur Terre, les lois de Newton ne s’observent pas très bien si l’on n’a pas l’imagination nécessaire pour traiter le frottement comme une force séparée.
Il faudrait peut-être appeler nos ancêtres des « reptiles primitifs », ou bien appeler les reptiles actuels, nos cousins contemporains séparés de l’ancêtre commun depuis aussi longtemps que nous, des « post-reptiles ».
Cela dit, la plupart du temps, ce n’est pas très grave tant qu’on ne commence pas à travailler dans le domaine.
Si le modèle du cerveau triunique était entièrement faux, comme dans la satire « le cerveau n’est pas un oignon contenant un petit reptile », il ne serait même pas facile d’identifier le néocortex au départ. Il faudrait pouvoir dire ce qui est « néo » et de quoi c’est le « néo ».
Le fait que nous puissions parler de ces régions du cerveau de façon significative semble indiquer qu’il y a bien eu une continuité et une superposition réelles au cours de l’évolution. Bien sûr, pas sous la forme caricaturale décrite dans l’article, et je n’ai jamais vu personne en parler sérieusement de cette façon.
En particulier, le principal « reptile » qu’on pourrait désigner ainsi est le cortex surrénalien, qui se trouve au-dessus des reins. La réaction de lutte ou fuite est d’abord un relais électrique vers les mains, les pieds et le cœur ; le cerveau dans le crâne et la conscience ressemblent davantage à un reflet de ce qui est déjà en train de se produire en périphérie.
Pour la santé globale aussi, il est important de comprendre que le corps a besoin de mouvement, que toutes les voies nerveuses sont en partie indépendantes et possèdent une forme d’« intelligence ».
Je ne suis pas neurobiologiste, donc j’espère ne pas trop m’égarer, mais quand on s’entraîne souvent en salle, on peut observer des cas de surentraînement, ou des situations où les muscles et les tendons semblent aller bien, mais où les voies nerveuses sont fatiguées et ne permettent plus de tenir la charge.
C’est pourquoi la perspective qui sépare le corps et l’esprit n’est pas très utile, et il me semble très important de considérer que l’ensemble du corps fait aussi partie de l’esprit.
Du point de vue de la biologie évolutive, ce n’est peut-être pas vrai. Mais dans 90 % des cas où j’ai entendu l’expression « cerveau primitif », elle était utile comme procédé rhétorique pour parler des aspects psychologiques que nous partageons avec des animaux plus primitifs.
Je ne cherche pas à contredire l’article, et je suis d’accord pour dire que les psychologues devraient apprendre et clarifier la différence entre un procédé rhétorique et la biologie réelle.
Cet article s’appuie sur l’explication classique de l’évolution du cerveau dans le crâne, mais il ne semble pas beaucoup traiter du système nerveux autonome, particulièrement primordial pour la survie.
Tous les modèles sont faux, mais certains sont utiles
Demander si un modèle est faux n’est pas la bonne question ; ce qui compte, c’est de savoir s’il est utile.
L’expression « tous les modèles sont faux » me semble relever davantage de la formule rhétorique que de l’explication.
https://www.youtube.com/watch?v=rafVevceWgs&t=5117s&pp=ygUVZ...
Après tout, nous parlons de champs d’espace vide se propageant sous forme de lumière, de quelque chose qui ressemble à un hologramme. Pensez-vous vraiment que les choses qui croissent dans ce monde soient telles qu’elles apparaissent ? Bien sûr que non.
Donc, plutôt que d’essayer de répondre à ce qu’elles sont réellement, il vaudrait peut-être mieux les laisser comme les anciens mystiques, et ouvrir la porte d’une autre dimension pour en faire directement l’expérience.
Sagan a fait beaucoup de choses remarquables, mais l’une des erreurs qui a probablement créé le plus de confusion dans sa carrière est d’avoir présenté de façon très convaincante, dans Cosmos, l’hypothèse du « cerveau reptilien dans le cerveau des mammifères ».
Quand ce qu’un excellent vulgarisateur scientifique a enseigné est ensuite réfuté par la science, nous n’avons toujours pas de bonne stratégie pour en annuler les effets.
Maintenant que nous avons appris ce que le cerveau n’est pas, quel est le modèle biologiquement et évolutivement correct pour expliquer les impulsions contradictoires que nous éprouvons tous ?
Pourquoi certaines impulsions exigent-elles de la volonté et s’affaiblissent-elles sous l’effet du stress, de l’alcool ou des drogues, tandis que d’autres se renforcent ?
Le ça correspond aux impulsions de base qui surgissent automatiquement et inconsciemment ; le moi est le soi, le « je », l’endroit d’où vient le récit de l’identité et ce qui est jugé devant un tribunal. Le surmoi est l’ensemble des règles imposées d’en haut, qui limitent le comportement.
Je pense que les « impulsions contradictoires » peuvent s’expliquer comme une forme de maîtrise de soi. Par exemple, si vous voyez quelqu’un qui vous attire mais voulez garder votre calme et rester neutre, livré à vous-même, vous pourriez rougir, ouvrir grand les yeux et devenir maladroit. À ce moment-là, vous faites appel à une émotion opposée mais alignée — par exemple la colère ou le dégoût — pour maintenir l’équilibre.
J’observe souvent une impulsion similaire chez mon chien. Comme il sait que je n’aime pas qu’il poursuive les écureuils, quand il en voit un, il s’excite et se met en alerte, mais détourne son énergie en courant quelques pas dans une autre direction. Cela ressemble à un pont entre le « Vas-y ! Poursuis-le ! » du ça et le « Reste calme, ne tire pas ! » du surmoi.
Il est facile de sous-estimer à quel point notre cerveau diffère de celui d’autres groupes d’animaux, et il y a aussi beaucoup de convergence évolutive.
Par exemple, même une perception auditive de bas niveau comme la manière dont le cerveau localise la direction d’un son a évolué indépendamment chez les mammifères et les oiseaux : https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.000...
Cela s’explique par le fait que leur ancêtre commun n’avait pas d’oreille à tympan.
Le cerveau triunique n’est donc pas le meilleur modèle pour expliquer ce qui se passe dans le cerveau. Des modèles comme l’apprentissage par renforcement n’expliquent pas non plus entièrement le cerveau, mais je trouve plus utile une explication du type : la dopamine inonde le système de récompense, perturbe les récompenses prédites et contribue à l’addiction.
L’avis d’un quidam sur Internet ne vaut peut-être pas grand-chose, mais le néocortex semble, dans l’ensemble, laisser les autres parties du cerveau se contrôler elles-mêmes et n’intervenir qu’à un niveau élevé.
Je vois les émotions comme l’un de ces sous-systèmes semi-autonomes de bas niveau. Il en va de même pour le contrôle autonome du corps, l’équilibre et chacun des sens.
Le néocortex manipule les choses à un niveau élevé, comme s’il jouait au jeu vidéo « Human », mais il ne peut pas contrôler directement tous les aspects de ces sous-systèmes. En fait, c’est aussi ainsi que l’on gère la complexité ; si le néocortex pouvait tout contrôler, les autres sous-systèmes n’auraient aucune raison d’exister.
Le cadre de pensée du « cerveau de lézard » peut être vu comme véhiculant quelque chose de réellement vrai, utile et important. Mais l’intuition ne fonctionne sans doute que pour les personnes qui comprennent bien l’« évolution par spéciation », c’est-à-dire les biologistes de l’évolution ou les ingénieurs logiciels ayant travaillé avec des langages de programmation utilisant l’héritage par prototype.
Tel que je comprends l’argument du « cerveau de lézard », il ne signifie pas qu’il existe dans le cerveau une copie complète d’un cerveau « inférieur », ni qu’il y aurait une structure particulière dont l’implémentation aurait été conservée au fil de l’évolution.
Il signifie plutôt que l’API que certains composants de l’architecture cérébrale fournissent au reste du cerveau a été globalement conservée tout au long de l’évolution. L’intérieur des composants a pu évoluer, mais la frontière structurelle entre ces composants et le reste du cerveau est restée suffisamment stable pour que les biologistes puissent reconnaître les mêmes composants dans des architectures cérébrales d’espèces très différentes.
Concrètement, les humains comme les crevettes-mantes ont par exemple une « amygdale ». Le code génétique de l’« amygdale » a pu changer entre la crevette et l’humain, mais cela signifie qu’il existe toujours une partie conservée du plan de conception du cerveau qui dit « place l’amygdale ici ».
Pour filer une métaphore orientée objet exagérée, si HumanBrain était une classe orientée objet, ce serait une sous-classe située environ 800 niveaux sous une hiérarchie d’héritage, dont la racine serait une classe primitive de cordon nerveux de vertébré à symétrie bilatérale.
À chaque étape de cette hiérarchie d’héritage, une nouvelle « fonctionnalité » peut être introduite sous la forme d’un composant cérébral doté d’une API donnée. Autrement dit, c’est un membre de classe ayant un type d’interface connu, et les autres parties de la classe peuvent exploiter cette fonctionnalité en ne changeant que son implémentation tout en gardant son API intacte.
Dans ce modèle mental, l’argument du « cerveau de lézard » ne porte pas sur l’étape LizardBrain elle-même, mais signifie qu’une ou plusieurs fonctions cérébrales visibles dans la classe HumanBrain ont été introduites autour de l’étape LizardBrain dans la hiérarchie d’héritage, et que leur API est ensuite restée stable.
Si vous vous demandez s’il a déjà existé dans le logiciel réel une hiérarchie d’héritage profonde de 800 niveaux au point de ressembler à ce type d’évolution par spéciation, la programmation de https://en.wikipedia.org/wiki/LambdaMOO était exactement cela. Contrairement à une base de code classique, et comme dans l’évolution, LambdaMOO était une accumulation progressive d’objets personnels « possédés » par des codeurs amateurs ; chaque développeur trouvait l’objet de quelqu’un d’autre qui avait la fonctionnalité voulue, puis le forkait — c’est-à-dire en héritait par prototype — pour l’adapter à ses besoins. Comme il n’existait aucune base de code commune à refactorer, le système a fini par ressembler de plus en plus à un véritable processus biologique.
Je n’ai pas encore lu l’article, mais le titre est vraiment excellent. C’est un changement bienvenu par rapport aux titres formels devenus beaucoup trop courants ces dernières décennies, du genre « Verber les noms : vers un modèle transitif de la construction du sens ».