Fonctionnement cérébral
Réseaux cérébraux
Réseau du mode par défaut (DMN)

1. Le réseau du mode par défaut (DMN pour Default Mode Network) serait actif pendant le repos et l'errance mentale (mind-wandering).

L'errance mentale, parfois appelée pensée non liée à une tâche ou, familièrement, " pilote automatique ", est l'expérience de pensées qui ne restent pas sur un seul sujet pendant une longue période, en particulier lorsque les gens ne sont pas engagés dans une tâche exigeante en attention (A default mode of brain function 2001 et Resting-State Functional MRI: Everything That Nonexperts Have Always Wanted to Know 2018).

2. Le DMN a été le premier réseau à grande échelle identifié chez des humains et, plus tard, chez toutes les espèces de mammifères étudiées à ce jour (An evolutionary gap in primate default mode network organization 2022).

Deux réseaux fonctionnels (DMN et TPN)

Lorsque l'on réalise des tâches dirigées vers un objectif, comme l'attention visuelle ou les tâches de mémoire de travail cognitive, la neuroimagerie montre que l'activité cérébrale, dans les réseaux dit de repos (RSN ou Resting-State Networks) peut être différente (The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks 2005 et Antagonistic neural networks underlying differentiated leadership roles 2014).

1. Un réseau dit à " tâches positives " (TPN ou Task-Positive Network) montre une activité cérébrale sensiblement supérieure à la ligne de base.

Ce réseau comprend plusieurs réseaux dont le plus important est le réseau fronto-pariétal (FPN) s'active fortement lors d'implication dans une tâche et l'effort cognitif, par des traitements internes et externes.

2. Le réseau de mode par défaut (DMN) avait été considéré, au départ, comme un réseau à " tâches négatives " (TNN ou Task-Negative Network) montre une activité cérébrale sensiblement inférieure à la ligne de base.

Le DMN n'est pas " à tâches négatives " en soi, mais est, selon la nature de la tâche, engagé au cours de la cognition orientée vers un objectif ( avancées récentes sur le DMN).

3. Ces deux grands réseaux cérébraux fonctionnels sont révélés être des biomarqueurs précis :

• pour différents états de conscience,
• pour de nombreuses psychopathologies comme la maladie d'Alzheimer et d'autres démences séniles ( rôles des astrocytes), la schizophrénie, la dépression, l'hyperactivité et les troubles de l'attention… liées à des modèles d'activation anormaux des RSN sous-jacents (Clinical applications of resting state functional connectivity 2010 et Resting-state functional connectivity in neuropsychiatric disorders 2008).

4. Pour se faire une idée vraiment très générale, l'activation du DMN ou du TPN est le résultat du type de réflexion qu'une personne s'engage pour accomplir une tâche donnée, quelles qu'elles soient, extérieure ou intérieure ( dualité DMN/TPN).

• Le DMN joue un rôle central dans la conscience émotionnelle de soi, la cognition sociale et la prise de décision éthique et est aussi fortement lié à la créativité et à l'ouverture aux idées nouvelles pour la résolution des problèmes.
• Le TPN est important pour résoudre les problèmes, se concentrer sur l'attention, prendre des décisions et contrôler l'action.

Avancées récentes sur le réseau du mode par défaut (DMN)

DMN à tâche négative ?

1. Le DMN n'est pas " à tâches négatives " en soi, mais est, selon la nature de la tâche, est plutôt engagé dans la cognition (The Fallacy of a “Task-Negative” Network 2012).

Par exemple, des tâches externes orientées vers un objectif, telles que la mémoire de travail sociale ou une tâche autobiographique, activent le DMN.

Alors pourquoi, cette désactivation dans certaines tâches ?

2. La suppression du DMN servirait à réduire le traitement non pertinent lors des tâches sensorielles intensives (Default mode network gates the retrieval of task-irrelevant incidental memories 2011).

Dans une étude, les participants ont alterné des périodes sans effort, repos, de faible effort, lecture de mots, i.e. traitement automatique basé sur des représentations et des règles internes apprises) et des périodes d'effort élevé, dénomination des couleurs, i.e. perception perceptuelle contrôlée cognitivement de caractéristiques spécifiques des stimuli externes (Involvement of the default mode network under varying levels of cognitive effort 2022).

• Les résultats ont montré une activation TPN attendue pour les contrastes tâche/repos, et une activation DMN pour les contrastes repos/tâche.
• Le DMN était en outre plus fortement activé pendant les périodes de faible effort par rapport aux périodes d'effort élevé, ce qui suggère une régulation progressive à la hausse et à la baisse du réseau DMN, en fonction du niveau de demande et du type de traitement requis.

Remarque : une autre hypothèse bien plus hypothétique relie ce processus à l'immobilité de l'individu.

• Un cobaye, attaché en décubitus dorsal sur une civière, est inséré, par un tunnel étroit, dans une structure métallique massive, ce qui crée un sentiment d'enfermement.
• L'immobilité, dans une thèse récente, serait relié à la théorie de l'esprit (Theory of Mind: Towards an Evolutionary Theory 2017).

DMN et cognition

1. Le DMN joue un rôle intégrateur dans la cognition (Default mode network can support the level of detail in experience during active task states 2018).

• Le DMN se trouve au sommet de la hiérarchie corticale et il est quelque peu isolé des systèmes directement impliqués dans la perception et l'action.
• Le DMN prendrait en charge des représentations abstraites dérivées de niveaux hiérarchiques inférieurs et pourrait ainsi participer à un paysage cognitif plus large.

2. Le DMN est fortement sollicité lorsque des personnes :

• regardent un film (Enhanced Intersubject Correlations during Movie Viewing Correlate with Successful Episodic Encoding 2009),
• écoutent une histoire (Topographic Mapping of a Hierarchy of Temporal Receptive Windows Using a Narrated Story 2011) ,
• lisent une histoire (Selective and Invariant Neural Responses to Spoken and Written Narratives 2013).

a. Par contre, si les histoires sont brouillées ou sont dans une langue que la personne ne comprend pas, le DMN est décorrélé ce qui suggère que le réseau est fortement impliqué dans la compréhension et la formation de la mémoire subséquente à cette histoire (Dynamic reconfiguration of the default mode network during narrative comprehension 2016).

b. Le DMN est même corrélé si la même histoire est présentée à différentes personnes dans différentes langues, suggérant en outre que le DMN est véritablement impliqué dans l'aspect compréhension de l'histoire et non dans l'aspect auditif ou linguistique (Not Lost in Translation: Neural Responses Shared Across Languages( 2012)

3. Le DMN serait lié à la perception de la beauté, dans laquelle le réseau est activé de manière généralisée à des domaines esthétiques tels que les œuvres d'art, les paysages, l'architecture…

Cela expliquerait un profond sentiment intérieur de plaisir lié à l'esthétique, interconnecté avec le sens de l'identité personnelle, dû aux fonctions de réseau liées au soi (The default-mode network represents aesthetic appeal that generalizes across visual domains 2020).

4. En outre, pendant les tâches exigeantes en attention, le DMN joue un rôle important dans l'encodage de la mémoire pour une bonne consolidation de la mémoire à long terme ( DMN et mémoire).

Fonctions générales du DMN

Le réseau en mode par défaut (DMN) est impliqué dans de nombreuses fonctions (The Brain’s Default Network and its Adaptive Role in Internal Mentation 2012).

1. C'est la base neurologique du " soi " qui ouvre sur :

• les informations autobiographiques, i.e. souvenirs des événements et des faits sur soi ;
• l'auto-référence, i.e. se référant aux traits et aux descriptions de soi ;
• l'émotion de soi, i.e. réflexion sur son propre état émotionnel.

2. C'est le réseau du " penser aux autres " qui nous renseigne sur :

• la théorie de l'esprit, i.e. réfléchir aux pensées des autres et à ce qu'ils savent ou non ;
• les émotions des autres, i.e. comprendre les émotions des autres et entrer en empathie ou en sympathie (Nodes of the default mode network implicated in the quality of empathic responses: A clinical perspective of the empathic response 2023) ;
• le raisonnement moral, i.e. savoir si une action est juste ou injuste ;
• les évaluations sociales, i.e. les concepts sociaux sont-ils bons ou mauvais ;
• les catégories sociales, i.e. réflexion sur les caractéristiques sociales importantes et le statut d'un groupe.

3. C'est aussi les bases neurologiques du " souvenir du passé " et " penser à l'avenir " :

• se souvenir du passé, i.e. se souvenir des événements qui se sont produits dans le passé ;
• imaginer l'avenir, i.e. envisager des événements qui pourraient se produire dans le futur ;
• base de la mémoire épisodique, i.e. mémoire détaillée liée à des événements spécifiques dans le temps ;
• base de la compréhension de l'histoire, i.e. comprendre et se souvenir d'un récit.

Composants anatomiques principaux du DMN