“While the body is confined to one planet, along which it creeps with pain and difficulty; the thought can in an instant transport us into the most distant region of the universe.” ¹

Pour voyager mentalement, il faut s’extraire, au moins en partie, du monde qui nous entoure. Le monde intérieur, mémorisé, imaginé, et nos chemins mentaux permettent de nous projeter vers un ailleurs. De récents travaux en neuroimagerie montrent que le cerveau, à l’instar de celui de Perrette [ 3 ], a la capacité de se tourner vers son monde intérieur ou de s’orienter vers le monde extérieur. Pour chacun de ces deux mondes, des régions cérébrales spécifiques sont impliquées, profondément interconnectées. Pour le monde intérieur, les structures d’un réseau appelé communément le « réseau du mode par défaut » (ou DMN) ² communiquent de manière particulièrement intense, alors que l’activité de ce réseau est fortement diminuée lorsque le sujet est tourné vers le monde extérieur. Que sait-on de ce réseau particulier ? Il semble qu’il apparaisse au cours du développement du fœtus, in utero [ 5 ]. Au cours de l’évolution, il a été trouvé chez le singe [ 6 ], chez la souris [ 7 ] et chez le rat [ 8 ]. Chez des organismes autres que les mammifères, céphalopodes (poulpe, seiche), poissons (zebrafish) ou oiseaux, un tel réseau n’a pour l’instant pas été décrit dans la littérature ( Tableau I ). Son altération a été montrée dans des conditions pathologiques psychiatriques (dépression, anxiété, traumatisme psychologique, schizophrénie), dans les états de conscience altérée ou dans des pathologies neurodégénératives [ 9 ], ce qui peut influencer le voyage mental chez certaines personnes. En outre, la connectivité du réseau DMN prédomine dans les ondes lentes (<4Hz) et les interactions avec les autres réseaux sont prédominantes dans les ondes bêta ³ [ 10 ]. Ce réseau est constitué de régions profondes dans le precuneus /cortex cingulaire postérieur, dans le cortex cingulaire antérieur, ainsi que les aires pariétales multimodales droite et gauche ( Figure 2 ). Son activité peut fluctuer dans le temps selon l’état de vigilance du sujet par exemple.

Tableau I. Ontogenèse Le DMN est observé dès la 32 e semaine du stade fœtal Au cours du développement, il est d’abord plutôt latéralisé à droite puis devient bilatéral avec le développement du langage Lors du vieillissement normal, il reste solidement ancré dans le cortex Phylogenèse Le DMN est présent chez les rongeurs, chiens, et singes Son existence est incertaine chez les poissons, oiseaux, grenouilles, et chez les invertébrés Points saillants du réseau de mode par défaut (DMN) .

Cette revue a pour objectif de décrire l’implication de ce réseau dans le voyage mental.

Le voyage mental est un voyage temporel. Quelles structures et réseaux cérébraux sont impliqués dans la projection vers le passé et vers le futur, et qu’estce qui les distingue ? Les études utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), l’électrophysiologie (électroencéphalogramme : EEG, magnétoencéphalographie : MEG, électroencéphalographie intracrânienne : iEEG), réalisées sur des cerveaux normaux ou lésés nous apportent des éléments pour répondre à ces questions. Une lésion bilatérale des hippocampes [ 11 ] provoque un déficit très marqué de la mémoire épisodique [ 19 ] ( → ) et donc de la capacité à se souvenir, et entraîne également une incapacité à se projeter dans le futur.

(→) Voir m/s n° 12, 2017, page 1089

Trois hypothèses ont été proposées pour expliquer ce lien entre mémoire et projection dans le futur : (1) une projection future est construite par recombinaison d’éléments issus d’événements passés ; (2) l’hippocampe postérieur est impliqué dans les tâches centrées sur soi, il est donc requis lors d’un voyage mental ; et (3) l’hippocampe assurerait le lien entre des éléments fragmentés pour construire une scène cohérente. En tout état de cause, l’hippocampe est essentiel au voyage mental, dans le futur comme dans le passé.

Si les lésions dans le cortex préfrontal ventro-médian causent un déficit spécifique aux projections dans le futur [ 12 ], les lésions touchant le lobe temporal médian (proche de l’hippocampe) créent un déficit pour les projections tant passées que futures, des résultats confirmés par des études en EEG et MEG chez le sujet sain [ 13 ] ou en iEEG chez des patients [ 14 ]. Ainsi les projections dans le temps sont sous-tendues par l’hippocampe et le lobe temporal qui permettent l’accès aux éléments de la mémoire épisodique, à la création de scène et l’évocation du soi, tandis que les projections dans le futur dépendent du lobe préfrontal ventromédian, région impliquée tant dans la formation de l’image de soi que dans la définition des objectifs personnels.

Une propriété du voyage mental est sa labilité dont la granularité temporelle peut descendre bien en-deçà de la seconde. Comme celuici est possible en l’absence de stimulations extérieures, cela suggère l’existence d’une dynamique cérébrale intrinsèque. Or, en raison de multiples limites liées à la neuroimagerie, la description de l’activité cérébrale a principalement porté sur son organisation spatiale, révélant ainsi un certain nombre de réseaux qui s’activent suivant telle ou telle condition, comme le DMN qui s’active au repos ( Figure 2 ). En réalité, l’activité cérébrale est dynamique, distribuée et transitoire. Ainsi, l’étude temporelle fine de l’activité par IRMf au repos a révélé un paysage plus complexe où un certain nombre de réseaux s’activent et se désactivent [ 15 , 16 ], avec une organisation temporelle hiérarchique [ 16 ]. Face à la complexité de cette organisation temporelle, la modélisation de l’activité neuronale, émergeant de l’interconnexion anatomique des différentes régions cérébrales, permet de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents. Cette modélisation montre qu’une dynamique intrinsèque au repos, exhibant un riche répertoire d’états cérébraux, est nécessaire pour générer la réponse cérébrale distribuée, observée expérimentalement suite à une stimulation.

Cette dynamique cérébrale est aussi modulée de façon comportementale : les clignements des yeux nous isolent, par à-coups, de notre présent visuel. Ils sont moins fréquents avant le développement du langage [ 17 ], véhicule privilégié du voyage mental. Très fréquents chez les adultes en conversation, ils ont été considérés comme un moyen de s’accorder sur la segmentation du discours. Or, ils sembleraient plutôt ponctuer l’activité mentale individuelle [ 18 ].

En effet, lorsqu’une personne A présente verbalement un itinéraire à une autre personne B qui le découvre, les deux interlocuteurs se mettent à cligner des yeux bien au-delà du taux de contrôle. Lorsque A répète l’itinéraire à B qui l’a déjà parcouru, A, reprenant son voyage intérieur, cligne toujours autant, alors que B — qui y est indifférente — ne cligne plus. Même si A décrit l’itinéraire dans sa tête seulement (parole intérieure), son taux de clignement monte comme lors d’une présentation à voix haute ; face à elle, B, n’entendant rien, reste bien sûr au taux de contrôle de l’individu seul en silence.

Sur ces indices, la mémorisation de scènes visuelles par la parole intérieure a été comparée au simple vagabondage mental avec parole, et à la visualisation intérieure (sans parole). Lorsque la parole interne émerge spontanément, décrivant la scène ou vagabondant librement, la production de clignements augmente ; en visualisation intérieure, au contraire, elle est inhibée, comme c’est le cas en situation d’attention visuelle (extérieure). Pourtant, la différence n’est pas prise en compte sur l’électromyogramme du visage. En neuropsychologie et en IRMf, les clignements des yeux sont considérés comme des signaux parasites qui sont systématiquement filtrés. Or, l’examen du contexte cérébral de leur apparition pourrait montrer comment la commande des paupières régule les séquences d’entrées visuelles et de traitement du paysage intérieur.

Il est difficile d’admettre que l’on puisse se défaire complètement des influences du contexte dans lequel la pensée survient et qu’il n’y ait aucun rapport, par exemple, entre le contenu d’une rêverie et la conférence à laquelle nous sommes en train d’assister et dont nous avons perdu le fil. Ainsi, davantage qu’une coupure nette entre des pensées « induites » et des pensées « spontanées », le processus est continu ( Figure 3 ). La réminiscence (la madeleine de Proust) est la capacité d’un stimulus de l’environnement (la madeleine) de nous faire brutalement voyager dans le temps et dans l’espace [ 19 ] ( → ).

(→) Voir m/s n° 12, 2017, page 1089

Lorsque les contraintes environnementales pèsent moins, la pensée vagabonde librement et le voyage se déroule avec un minimum de contraintes. Il existe cependant des pathologies qui affectent sélectivement la pensée spontanée tout en épargnant la pensée contrainte. Le neurologue Dominique Laplane a décrit ce symptôme sous le terme de « perte de l’auto-activation psychique », car certains patients se réveillant d’un coma ne peuvent plus générer un voyage mental et dépendent des stimulations de leur entourage pour initier une activité mentale ou comportementale. Le terme qui qualifie le mieux leur contenu mental est le vide. Leur état est caractérisé par une absence totale de motivation intrinsèque, une forme sévère d’apathie qualifiée d’aboulie ^4, . Ce vide mental, ou défaut de pensée spontanée, ne se résume pas à l’absence de production des images nécessaires au voyage mental, comme dans l’aphantasie ⁵ , mais concerne également le langage, et, probablement, la manipulation de concepts. De plus, contrairement à l’aphantasie, le vide mental est entièrement réversible sous sollicitation extérieure, de sorte qu’un voyage sur commande peut avoir lieu.

Les lésions de ces patients sont situées dans les noyaux gris centraux ⁶ [ 20 ]. Ainsi, un voyage mental autonome, sous contrôle, s’appuie sur le rôle des projections dopaminergiques vers les noyaux gris centraux dans le système de récompense [ 21 ]. Lorsque la pensée est dépourvue de motivation extrinsèque, elle ne repose que sur des mécanismes endogènes liés à la recherche de la satisfaction, notamment celui d’anticiper son devenir et donc, de produire des scénarios plaisants du monde à venir.

Les récits de coma, entre témoignages et fictions, nous fascinent à la manière des expériences de mort imminentes vécues [ 22 ]( → ) et dont le corollaire d’activité électrique neuronale, quand celle-ci est exceptionnellement enregistrée, donne des clés de compréhension des phénomènes mémoriels hors norme [ 23 ]. À ce propos, le dessinateur Matthieu Blanchin [ 24 ] livrait un témoignage saisissant, nous plongeant dans une souffrance physique et morale intense, à la frontière entre soi et néant. A-t-il réellement vécu ces événements ou son esprit en a-t-il reconstruit le souvenir ? Lui-même a peiné à le savoir, suggérant qu’on ne sort jamais indemne du coma.

(→) Voir m/s n° 3, 2014, page 246

Le journaliste Jean-Dominique Bauby [ 25 ], atteint du syndrome de locked-in ⁷ après un accident vasculaire cérébral, a dicté son livre à l’aide d’un code basé sur le clignement des paupières. Ce syndrome commence souvent par quelques jours de coma suivis d’un retour à la conscience dans un corps paralysé, sauf pour l’œil. Parfois, les patients reviennent à la conscience sans que leur entourage ne s’en rende compte, ce qui rend encore plus troublante la question de la poursuite des soins en réanimation. Jean-Dominique Bauby rapporte un voyage mental spécifique induit par le locked-in syndrome et expose la souffrance de celui qui, prisonnier de son corps, observe les réactions de ses proches et soignants.

Les pratiques méditatives permettent au sujet d’explorer son for intérieur. Elles visent à faire vivre une expérience distincte de la veille, du sommeil ou du rêve, décrite par les pratiquants comme une dissolution des contenus conscients. De nombreuses études en EEG et IRM ont tenté de caractériser ces états physiologiques. Lors de la méditation, une alternance entre vagabondage et focalisation est observée. Un cycle d’activation du DMN (vagabondage mental) est suivi de celui du réseau de la saillance (sensibilisation aux distractions), puis du réseau exécutif central (réorientation de l’attention) [ 27 ], avant d’atteindre une focalisation marquée par une activité corticale préfrontale [ 28 ]. Bien que le vagabondage soit toujours présent, il diminue chez les personnes qui méditent, même en dehors des phases de méditation, avec la pratique [ 29 ]. Leur résilience au stress augmente également [ 30 ]. Habituellement, le DMN ne s’active jamais simultanément avec le réseau central exécutif chez les sujets contrôles, mais chez les personnes expérimentées qui méditent, ces deux réseaux peuvent être co-activés. Certains pensent que cette coactivation pourrait correspondre à l’état de dissolution du sentiment de soi ⁸ décrit par les personnes qui méditent beaucoup [ 31 ].

Il est d’autres voyages qui peuvent mener dans des contrées fort lointaines de la psyché ; il s’agit, entre autres, de ceux induits par des composés naturels comme la psilocybine des champignons magiques, la mescaline du cactus, les lianes utilisées par les chamans dans la potion d’Ayahuasca [ 32 ] ou encore des substances synthétiques comme le LSD, qui ont fait voyager bien des individus. L’expérience subjective est clairement distincte de l‘état conscient éveillé : la sensibilité aux stimuli internes et externes est exacerbée, il peut y avoir des distorsions des perceptions visuelles et auditives, voire même une forme d’amplification des émotions et de l’humeur [ 33 ]. En fait, ces composés entraînent des modifications importantes de la conscience de soi qui sont caractérisées, entre autres, par un « sentiment océanique » ⁹ , où la distinction entre soi et les autres ou même entre soi et l’environnement s’estompe ; certains voyageurs, au retour d’un bad trip , rapportent aussi avoir eu peur de se perdre en tant que sujet [ 34 , 35 ]. Ainsi, une composante importante de l’expérience psychédélique se rapporte à une forme de perte d’identité et cette dissolution de l’ego peut s’éprouver de façon positive ou négative [ 36 – 38 ]. Ces composés inducteurs ont pour propriété commune de se lier aux récepteurs sérotoninergiques (type 2A) et d’entraîner la désintégration fonctionnelle du DMN ( Figure 2 ). Sachant que le DMN a un rôle intégrateur [ 39 , 40 ], on serait tenté de spéculer qu’il sous-tend le « moi » du voyageur, ce « moi » qui se trouve alors dissout par les substances [ 41 ]. De fait, la réduction de l’intégrité du DMN entraîne une perte temporaire d’accès aux informations autobiographiques [ 42 ], le contenu de la conscience est alors beaucoup moins infiltré par des considérations relevant du soi. En ce sens, le voyage « chargé » ressemble beaucoup au voyage « léger » induit par la méditation où le moi est remis en question.

Si la capacité à voyager mentalement résulte de l’évolution biologique, la question de savoir si elle existe chez des animaux non humains se pose. Très récemment, l’équipe américaine de C. Lai [ 43 ] a abordé le problème en tirant parti des propriétés bien connues de certains neurones de l’hippocampe appelés « cellules de lieu » ( place cells ). Ces neurones, mis en évidence chez le rat à l’aide d’électrodes intracérébrales, s’activent en fonction de la position de l’animal dans l’enceinte expérimentale. En combinant les réponses d’un nombre suffisant de tels neurones, grâce à une électrode à contacts multiples, il est possible de reconstituer cette position à tout instant. Ces constatations s’appliquent aussi lorsque l’animal se déplace dans un environnement virtuel, un décor projeté sur un écran et dans lequel il peut évoluer en courant sur une petite sphère comme un coureur sur un tapis roulant. Un but peut être donné à ce déplacement, en délivrant une récompense (une goutte de liquide) à l’animal assoiffé chaque fois qu’il atteint un repère précis du monde virtuel. Utilisant ce système, Lai et ses collaborateurs ont eu l’idée de placer leurs rats dans le décor correspondant non pas au mouvement de l’animal sur la sphère, mais directement à l’état d’activité spontanée de leurs cellules de lieu. Ils ont ainsi pu suivre la trajectoire des rats telle qu’elle était représentée dans leur hippocampe, indépendamment de leurs mouvements réels, et les voir anticiper mentalement leur itinéraire vers le lieu de récompense. Ce véritable tour de force donne accès à ce qui s’apparente fort à une forme de voyage mental, chez l’animal.

Bien que peu nombreuses, certaines études établissent un lien explicite entre intelligence artificielle (IA) et voyage mental. Dans une étude, les auteurs s’intéressent à l’oubli catastrophique, un problème des algorithmes qui, après avoir appris de nouvelles tâches, oublient les anciennes [ 44 ]. Pour résoudre cela, les auteurs proposent d’utiliser des connaissances sur les processus mentaux chez l’Homme pour améliorer les algorithmes d’IA. Ainsi, les algorithmes dotés d’une mémoire d’attention hiérarchique, qui divise le passé en fragments et ne se concentre que sur les plus pertinents, surpassent les autres. Ainsi, faire voyager les machines dans leurs « souvenirs », en naviguant dans le temps et l’espace sans sollicitations extérieures, devient possible.

Inversement, l’IA est aussi utilisée pour mieux comprendre la perception humaine du temps. Des chercheurs ont utilisé des réseaux neuronaux artificiels pour analyser comment les humains perçoivent le temps à partir de vidéos [ 45 ]. Les variations d’activité du réseau neuronal en fonction des scènes naturelles reproduisent des biais subjectifs humains, comme la distinction entre des scènes urbaines et des moments de détente. Certains réseaux conversationnels (comme ChatGPT) commencent à intégrer des fonctionnalités historiques, permettant de simuler une forme de mémoire artificielle qui pourrait servir de base à des voyages mentaux temporels.