À chaque instant, l’être humain s’adapte. Un embouteillage inattendu, un mot qui blesse, une nouvelle règle au travail, un parfum inconnu lors d’un voyage : le cerveau module nos comportements en réponse à un monde en perpétuel mouvement. Mais derrière ce ballet discret d’ajustements quotidiens se cache une question fascinante : comment le cerveau réagit-il si précisément, si efficacement, parfois si différemment d’un individu à l’autre ? Quels circuits neuronaux, quels messagers, quels mécanismes rendent possible cette plasticité comportementale qui influence non seulement notre survie, mais aussi notre capacité d’épanouissement ?
Cet article propose de s’aventurer au sein de cette machinerie subtile, en explicitant ce que la recherche contemporaine en neurosciences cognitives a révélé sur les mécanismes neuronaux de l’adaptation comportementale. Un voyage entre synapses, réseaux et modulations chimiques, ponctué d’exemples et de données qui, loin de n’appartenir qu’aux laboratoires, dessinent la trame de nos expériences ordinaires.
La plasticité neuronale est le fondement de l’adaptation. Le cerveau humain, composé d’environ 86 milliards de neurones (Azevedo et al., 2009), tisse et retisse chaque jour ses connexions, permettant aux comportements de se moduler en fonction de l’expérience. Ce remodelage, à la fois subtil et massif, repose essentiellement sur deux processus complémentaires :
L’effet de cette plasticité se constate expérimentalement : un individu confronté à une tâche inédite (apprentissage d’un instrument, navigation dans un environnement inconnu) présente, parfois en quelques heures ou jours, des modifications observables en imagerie cérébrale (Draganski et al., 2006), témoignant de la rapidité de ces mécanismes.
Le cortex préfrontal (CPF), siège complexe du raisonnement, des prises de décision et de la planification, intervient dès qu’une situation requiert d’abandonner une habitude inefficace au profit d’une nouvelle stratégie. Des études d’imagerie comme celles de Miller et Cohen (2001) montrent que l’activité du CPF augmente lorsque l’on doit inhiber une action spontanée au profit d’un comportement adapté à un contexte différent (le célèbre test de Stroop en atteste). C’est au sein du CPF que s’opère la flexibilité cognitive : changer d’angle, réévaluer un choix, coordonner plusieurs tâches.
Le striatum, situé au cœur des ganglions de la base, est particulièrement impliqué dans l’intégration des conséquences liées à nos actions. Il permet d’ajuster les comportements grâce à une forme très spécifique d’apprentissage : le renforcement. Ses neurones reçoivent des signaux dopaminergiques qui, selon l’erreur de prédiction de la récompense (différence entre ce qui est attendu et ce qui advient, concept formalisé par Schultz et al., 1997), ajustent chaque connexion synaptique pour optimiser les futures réponses.
Ce mécanisme, bien que fondamental dans des cadres simples (rats cherchant de la nourriture), s’étend aussi à des apprentissages complexes, y compris sociaux et moraux chez l’humain (Dolan & Dayan, 2013).
Difficile d’envisager l’adaptation sans prise en compte de la dimension émotionnelle. L’amygdale est une structure clé pour la détection de la nouveauté, la peur, mais aussi l’assignation de valeur aux stimuli. En conditions de changement brutal (danger, incertitude sociale), sa connexion fine avec le cortex préfrontal module l’expression des peurs, empêchant la généralisation excessive qui serait désadaptée. Les patients ayant des lésions amygdaliennes sont ainsi moins aptes à adapter leurs réponses face à différents signaux de menace (Phelps & LeDoux, 2005).
La parole de chaque neurone résonne à travers des messagers – les neurotransmetteurs – qui orchestrent les modes d’adaptation. Les principaux, parmi la centaine identifiée, se distinguent par leur rôle prépondérant :
Un neurotransmetteur peut façonner l’adaptation au niveau moléculaire. Ainsi, la libération inédite de dopamine lors d’un apprentissage positif altère la morphologie même de certaines synapses dans le striatum ou l’hippocampe, rendant plus probable le rappel ou la reproduction d’un comportement ayant mené à la réussite (Lisman et Grace, 2005).
L’adaptation ne consiste pas uniquement à répondre à la nouveauté, mais aussi à transiter d’un répertoire routinier – les habitudes – vers des trajectoires inédites. Les habitudes, si elles rendent d’innombrables tâches fluides et économiques, deviennent parfois inappropriées lors de contextes imprévus. Ce phénomène est observé en pathologie : la maladie de Parkinson, par exemple, perturbe la boucle cortex-striatum, menant à une rigidité comportementale dramatique (Redgrave et al., 2010).
Mais l’innovation comportementale, que l’on observe par exemple dans la résolution de problèmes ou la création artistique, implique de dépasser la simple flexibilité. Certaines études suggèrent qu’elle requiert un dialogue particulier entre deux réseaux cérébraux : le réseau du mode par défaut (prédominant lors de la rêverie, de l’imaginaire) et le réseau exécutif (chargé du contrôle, de l’attention), ce que l’on appelle parfois la « coopération antagoniste » (Beaty et al., 2015).
Les variations interindividuelles de l’adaptation ne se résument ni à la biologie pure ni à l’environnement seul. De fait :
Comprendre ces mécanismes neuronaux ne relève pas de la simple curiosité scientifique. L’adaptation comportementale se situe au cœur de nombreux enjeux de santé mentale et sociale :
Mais l’adaptation n’est pas uniquement un objet clinique. Elle se joue dans les classes, où chaque enseignant tente de la stimuler chez ses élèves (voir par exemple les travaux de Howard-Jones & Jay, 2016), ou dans les organisations, où la diversité cognitive devient un atout face à un monde incertain.
À force de creuser la mécanique neuronale de l’adaptation, les neurosciences nous rappellent la part d’inachevé, de mouvement, d’inventivité dans notre humanité. Si la plasticité fait de chaque cerveau une œuvre en perpétuelle (ré)écriture, nul ne s’adapte seul : à l’échelle du groupe, la diversité des stratégies d’ajustement tisse, souvent silencieusement, l’intelligence collective sur laquelle repose l’évolution de nos sociétés.
La prochaine décennie promet d’éclairer bien des mystères restant à explorer : la gestion de l’incertitude en intelligence artificielle, la modulation des biais adaptatifs, le développement d’ « interfaces neuronales » capables de soutenir l’adaptation chez des personnes en situation de handicap, ou encore la prévention de la vulnérabilité psychique face au stress chronique. Un champ d’études qui, s’il engage aussi la philosophie et l’éducation, rappelle la fondamentale plasticité de la vie elle-même.
Principales sources citées dans l’article :