Hypothèse des marqueurs somatiques

L’ hypothèse des marqueurs somatiques , formulée par Antonio Damasio et ses collaborateurs, propose que les processus émotionnels guident (ou biaisent) le comportement , en particulier la prise de décision.

Les « marqueurs somatiques » sont des sensations corporelles associées à des émotions, comme l'association d'un rythme cardiaque rapide à l'anxiété ou de nausées au dégoût . Selon cette hypothèse, les marqueurs somatiques influencent fortement les décisions ultérieures. Au niveau cérébral, leur traitement se situerait dans le cortex préfrontal ventromédian (CPFvm) et l' amygdale . Cette hypothèse a été testée lors d'expériences utilisant la tâche de jeu de l'Iowa .

En théorie économique , la prise de décision humaine est souvent modélisée comme étant dépourvue d'émotions, n'impliquant qu'un raisonnement logique fondé sur des calculs coûts-avantages . À l'inverse, l'hypothèse des marqueurs somatiques propose que les émotions jouent un rôle crucial dans la capacité à prendre des décisions rapides et rationnelles dans des situations complexes et incertaines.

Les patients présentant des lésions du lobe frontal, comme Phineas Gage , ont fourni les premières preuves de l'implication des lobes frontaux dans la prise de décision. Les lésions du lobe frontal, en particulier du cortex préfrontal ventromédian (vmPFC), entraînent une altération des capacités d'organisation et de planification du comportement, ainsi que des aptitudes à tirer des leçons des erreurs passées, sans toutefois affecter les facultés intellectuelles telles que la mémoire de travail , l'attention , la compréhension et l'expression du langage .

Les patients présentant une lésion du cortex préfrontal ventromédian (vmPFC) ont également des difficultés à exprimer et à ressentir des émotions appropriées. Ceci a conduit Antonio Damasio à formuler l'hypothèse que les déficits de prise de décision consécutifs à une lésion du vmPFC résultent de l'incapacité à utiliser les émotions pour orienter les comportements futurs en fonction des expériences passées. Par conséquent, une lésion du vmPFC contraint les personnes concernées à effectuer des analyses coûts-avantages lentes et laborieuses pour chaque choix qui s'impose.

Lorsqu'ils prennent des décisions , les individus doivent évaluer la valeur incitative des choix qui s'offrent à eux, en faisant appel à des processus cognitifs et émotionnels. Face à des choix complexes et contradictoires, ils peuvent se trouver dans l'incapacité de décider en se basant uniquement sur leurs processus cognitifs, qui risquent d'être surchargés. C'est pourquoi on suppose que les émotions guident la prise de décision.

D'après la définition de Damasio, les émotions sont des modifications de l'état corporel et cérébral en réponse à des stimuli. Des changements physiologiques ( tonus musculaire , rythme cardiaque , activité endocrinienne , posture , expression faciale , etc.) se produisent dans le corps et sont transmis au cerveau où ils sont transformés en une émotion qui renseigne l'individu sur le stimulus perçu. Avec le temps, les émotions et leurs modifications corporelles correspondantes, appelées « marqueurs somatiques », s'associent à des situations particulières et à leurs issues passées.

Lors de la prise de décisions ultérieures, ces marqueurs somatiques et les émotions qu'ils suscitent sont associés, consciemment ou inconsciemment, à leurs résultats passés et influencent la prise de décision en faveur de certains comportements plutôt que d'autres. Par exemple, lorsqu'un marqueur somatique associé à un résultat positif est perçu, la personne peut ressentir de la joie et être ainsi motivée à adopter ce comportement. Lorsqu'un marqueur somatique associé à un résultat négatif est perçu, la personne peut ressentir de la tristesse, ce qui agit comme une alarme interne l'avertissant d'éviter cette voie. Ces états somatiques spécifiques à la situation, fondés sur des expériences passées et renforcés par celles-ci, contribuent à orienter le comportement vers des choix plus avantageux et sont donc adaptatifs.

Selon cette hypothèse, deux voies distinctes réactivent les réponses somatiques. Dans la première voie, l'émotion peut être déclenchée par des changements corporels projetés sur le cerveau – c'est ce qu'on appelle la « boucle corporelle ». Par exemple, la rencontre avec un objet redouté, comme un serpent, peut initier la réaction de lutte ou de fuite et provoquer la peur. Dans la seconde voie, les représentations cognitives des émotions (imaginer une situation désagréable « comme si » on s'y trouvait) peuvent être activées dans le cerveau sans être directement provoquées par un stimulus sensoriel – c'est ce qu'on appelle la « boucle corporelle du comme si ». Ainsi, le cerveau peut anticiper les changements corporels attendus, ce qui permet à l'individu de réagir plus rapidement aux stimuli externes sans attendre que l'événement se produise réellement. L'amygdale et le cortex préfrontal ventromédian (une sous-section du cortex préfrontal orbitaire et médian ou OMPFC) sont des composantes essentielles de ce mécanisme hypothétique ; par conséquent, toute lésion de l'une ou l'autre de ces structures perturbe la prise de décision.

Afin de développer un outil neuropsychologique simple permettant d'évaluer les déficits de traitement émotionnel, de prise de décision et de compétences sociales chez les personnes présentant des lésions du cortex préfrontal orbitofrontal (OMPFC) , Bechara et ses collaborateurs ont créé la tâche de jeu de l'Iowa . Cette tâche mesure une forme d'apprentissage basé sur les émotions. Des études utilisant cette tâche ont mis en évidence des déficits chez diverses populations neurologiques (notamment celles présentant des lésions de l'amygdale et de l'OMPFC) et psychiatriques (notamment les personnes atteintes de schizophrénie , de manie ou de toxicomanie ).

Le test de jeu de l'Iowa est un test informatisé dans lequel les participants doivent choisir, à plusieurs reprises, parmi quatre jeux de cartes. Chaque jeu contient des gains de 50 $ ou 100 $, ainsi que des pertes occasionnelles plus importantes dans les jeux offrant les gains les plus élevés. Les participants ignorent l'emplacement des cartes de pénalité et doivent choisir celles qui maximiseront leurs gains. La stratégie la plus rentable consiste à choisir uniquement des cartes issues des jeux à faibles gains et faibles pénalités, car si le gain est moindre, la pénalité est proportionnellement beaucoup plus faible que dans les jeux à gains et pénalités élevés. Au fil d'une session, la plupart des participants en bonne santé adoptent cette stratégie avantageuse. En revanche, les participants souffrant de lésions cérébrales sont incapables de déterminer le jeu le plus avantageux et continuent de choisir parmi les jeux à gains et pénalités élevés.

L’épreuve de jeu de l’Iowa, qui mesure la rapidité avec laquelle les participants « développent des réponses émotionnelles anticipatoires pour guider des choix avantageux » est utile pour tester l’hypothèse des marqueurs somatiques. Selon cette hypothèse, les marqueurs somatiques permettent d’anticiper les conséquences émotionnelles d’une décision. Par conséquent, les personnes qui réussissent bien cette épreuve seraient conscientes des cartes de pénalité et des émotions négatives associées à leur tirage, et capables d’identifier le paquet le moins susceptible de donner lieu à une pénalité.

Cette expérience a permis d'analyser les déficits cognitifs chez les personnes présentant des lésions du cortex préfrontal ventromédian (vmPFC), lésions connues pour affecter la signalisation neuronale des récompenses ou punitions potentielles. Ces personnes obtiennent des résultats moins bons à la tâche. L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) a été utilisée pour analyser l'activité cérébrale pendant la tâche de jeu de l'Iowa. Les régions cérébrales activées pendant cette tâche étaient également celles supposées être déclenchées par des marqueurs somatiques lors de la prise de décision.

Damasio a émis l'hypothèse que la capacité humaine à effectuer une pensée abstraite rapide et efficace coïncide à la fois avec le développement du cortex préfrontal ventromédian (vmPFC) et avec l'utilisation de marqueurs somatiques pour guider le comportement humain au cours de l'évolution. Les patients présentant des lésions du vmPFC sont plus susceptibles d'adopter des comportements ayant un impact négatif sur leurs relations personnelles à long terme, mais ils ne s'engagent jamais dans des actions pouvant entraîner un préjudice immédiat pour eux-mêmes ou pour autrui. Damasio et Bechara affirment que l'évolution du cortex préfrontal était associée à la capacité de se représenter des événements futurs.

L'hypothèse des marqueurs somatiques a été appliquée pour tenter de comprendre les comportements à risque, tels que les comportements sexuels à risque et la toxicomanie.

Selon cette hypothèse, les comportements sexuels à risque sont plus excitants et agréables, et sont donc plus susceptibles d'encourager leur répétition. Lorsque cette idée a été testée auprès de personnes infectées par le VIH et dépendantes à des substances , des différences ont été observées entre celles ayant obtenu un bon score au test de jeu de l'Iowa et celles ayant obtenu un faible score. Les premières ont montré une corrélation entre le niveau de détresse qu'elles rapportaient concernant leur séropositivité et leur acceptation du risque lors de rapports sexuels : plus la détresse était grande, plus le risque pris était élevé. En revanche, aucune corrélation de ce type n'a été observée chez les secondes. Ces résultats ont été interprétés comme indiquant que les personnes ayant des capacités de prise de décision intactes sont plus à même de s'appuyer sur leurs expériences émotionnelles passées pour évaluer les risques que celles qui en sont dépourvues, et que l'acceptation du risque contribue à atténuer la détresse émotionnelle.

On pense que les toxicomanes ignorent les conséquences négatives de la dépendance lorsqu'ils recherchent des drogues. Selon l'hypothèse des marqueurs somatiques, ces toxicomanes ont des difficultés à se remémorer et à prendre en compte des expériences désagréables passées lorsqu'ils envisagent de consommer des drogues. Des chercheurs ont analysé les réponses neuroendocriniennes de personnes dépendantes et de personnes saines après la présentation d'images agréables ou désagréables. Face aux images désagréables, les toxicomanes ont présenté une diminution des taux de plusieurs marqueurs neuroendocriniens, notamment la noradrénaline , le cortisol et l'hormone adrénocorticotrope . Les toxicomanes ont montré des réponses moindres aux images agréables comme désagréables, ce qui suggère une réponse émotionnelle atténuée. Des études de neuro-imagerie utilisant l'IRMf indiquent que les stimuli liés à la drogue peuvent activer des régions cérébrales impliquées dans l'évaluation émotionnelle et le traitement de la récompense. Lorsqu'on leur a montré un film montrant des personnes fumant de la cocaïne , les consommateurs de cocaïne ont présenté une activation plus importante du cortex cingulaire antérieur , du lobe pariétal inférieur droit et du noyau caudé que les non-consommateurs. À l'inverse, les consommateurs de cocaïne ont présenté une activation moindre lors du visionnage d'un film à caractère sexuel que les non-consommateurs.

Certains chercheurs estiment que l'utilisation de marqueurs somatiques (c.- à-d. un retour d'information afférent ) serait une méthode très inefficace pour influencer le comportement. La notion de Damasio de voie de rétroaction dépendante de l'expérience vécue , selon laquelle les réponses corporelles sont représentées à l'aide du cortex somatosensoriel ( gyrus postcentral ), propose également une méthode inefficace pour agir sur le comportement explicite . Edmund Rolls (1999) a déclaré : « Il serait très inefficace et source de bruit d'intégrer une réponse périphérique dans le processus d'exécution, et d'utiliser des transducteurs pour tenter de mesurer cette réponse périphérique, une procédure notoirement difficile en soi » (p. 73) . L'association de renforcement située dans le cortex orbitofrontal et l'amygdale, où la valeur incitative des stimuli est décodée, suffit à susciter un apprentissage basé sur les émotions et à influencer le comportement, par exemple via la voie orbitofrontale-striatale . Ce processus peut se produire par des processus implicites ou explicites.

L’hypothèse des marqueurs somatiques représente un modèle expliquant comment les informations provenant du corps peuvent influencer la prise de décision, qu’elle soit avantageuse ou désavantageuse, dans des situations complexes et incertaines. La plupart des données qui la soutiennent proviennent de l’expérience de jeu de l’Iowa . Bien que cette expérience se soit avérée être une mesure écologiquement valide des troubles de la prise de décision, trois hypothèses doivent être vérifiées.

Premièrement, l'affirmation selon laquelle le modèle de récompense/punition évalue l'apprentissage implicite est incompatible avec les données montrant une connaissance précise des possibilités de la tâche et l'influence significative de mécanismes tels que la mémoire de travail. Deuxièmement, l'hypothèse selon laquelle cette connaissance s'acquiert par le biais de signaux de marqueurs préventifs n'est pas étayée par d'autres explications du profil psychophysiologique généré [ Enfin, l'idée que le déficit serait dû à une « myopie » est remise en question par des mécanismes psychologiques plus plausibles expliquant les déficits observés, tels que l'apprentissage par inversion, la prise de risque et les déficits de la mémoire de travail. La variabilité des performances de contrôle pourrait également être plus importante qu'on ne le pensait, ce qui complexifie l'interprétation des résultats.

De plus, bien que l'hypothèse des marqueurs somatiques ait permis d'identifier avec précision de nombreuses régions cérébrales impliquées dans la prise de décision, les émotions et la représentation des états corporels, elle n'a pas clairement démontré comment ces processus interagissent aux niveaux psychologique et évolutif. De nombreuses expériences pourraient être mises en œuvre pour tester plus avant cette hypothèse. Une approche consisterait à développer des variantes de la tâche de jeu de l'Iowa afin de contrôler certains problèmes méthodologiques et ambiguïtés d'interprétation. Il serait judicieux d'éliminer le biais d'apprentissage par inversion, ce qui rendrait la tâche plus difficile à appréhender consciemment. Par ailleurs, des tests causaux de l'hypothèse des marqueurs somatiques pourraient être menés plus systématiquement auprès d'un plus large éventail de populations présentant des altérations de la rétroaction périphérique, comme chez les patients atteints de paralysie faciale.

En conclusion, l’hypothèse des marqueurs somatiques nécessite d’être testée par davantage d’expériences. Tant qu’un éventail plus large d’approches empiriques n’aura pas été mis en œuvre pour la tester, il apparaît que ce cadre théorique n’est qu’une idée intéressante qui a besoin d’être étayée par des preuves plus solides. Malgré ces lacunes, l’hypothèse des marqueurs somatiques et la tâche de jeu de l’Iowa confirment l’idée que les émotions peuvent être à la fois un atout et un obstacle dans le processus de prise de décision chez l’humain.