Introduction à la psychologie

Les potentiels d’action dans les cellules réceptrices voyagent sous forme d’impulsions nerveuses à différentes vitesses

Lorsque vous marchez sur une épingle, cela active une foule de mécanorécepteurs, dont beaucoup sont des nocicepteurs. Vous avez peut-être remarqué que la sensation change au fil du temps. Vous ressentez d’abord un coup sec qui vous pousse à retirer votre pied, puis vous ressentez une vague de douleur plus intense. Le coup de poignard est signalé par des fibres A à conduction rapide, qui se projettent dans le cortex somatosensoriel. Cette partie du cortex est organisée de manière somatotopique, c’est-à-dire que les signaux sensoriels sont représentés en fonction de la partie du corps d’où ils proviennent (voir l’illustration de l’homoncule, figure 2). La douleur désagréable que vous ressentez après avoir marché sur une épingle est un signal distinct et simultané envoyé par les nocicepteurs de votre pied, par l’intermédiaire de fines fibres C-douleur ou Aδ, au cortex insulaire et à d’autres régions du cerveau impliquées dans le traitement des émotions et l’interoception (voir la figure 3a pour une représentation schématique de cette voie). En d’autres termes, l’expérience de marcher sur une épingle est composée de deux signaux distincts : un signal discriminatoire qui nous permet de localiser le stimulus tactile et de distinguer s’il s’agit d’un coup de poignard émoussé ou tranchant ; et un signal affectif qui nous fait savoir que marcher sur l’épingle est mauvais. Il est courant de diviser la douleur en aspects sensoriels-discriminatoires et affectifs-motivationnels (Auvray, Myin, & Spence, 2010). Cette distinction correspond, au moins en partie, à la façon dont ces informations voyagent du système nerveux périphérique au système nerveux central et à la façon dont elles sont traitées dans le cerveau (Price, 2000).

Figure 2. L’homoncule : Homunculus signifie « petit homme », et vous voyez ici un modèle réduit du corps humain déformé pour refléter l’espace relatif que les parties du corps occupent dans le cortex somatosensoriel. Comme vous pouvez le constater, les lèvres, les mains, les pieds et les organes génitaux envoient plus de projections somatosensorielles au cerveau que toute autre partie du corps. Figure 2b. Cartographie corticale de l’homoncule sensoriel : Les parties du corps sont représentées à des endroits spécifiques du cortex somatosensoriel. Les représentations sont cartographiées de manière somatotopique, les pieds étant situés médialement et les épaules et les bras latéralement par rapport à la fissure interhémisphérique. Les structures faciales sont représentées à un endroit différent de celui du cuir chevelu et de la tête ; le visage orienté  » à l’envers « , le front pointant vers les épaules.

La douleur est nécessaire à la survie, mais notre cerveau peut l’arrêter s’il en a besoin

En avril 2003, l’alpiniste Aron Ralston s’est retrouvé au fond du Blue John Canyon, dans l’Utah, contraint de faire un choix effroyable : affronter une mort lente mais certaine – ou s’amputer du bras droit. Cinq jours plus tôt, il était tombé dans le canyon et depuis, il était coincé avec son bras droit entre un rocher de 800 livres et la paroi de grès abrupte. Affaibli par le manque de nourriture et d’eau et sur le point d’abandonner, il lui est apparu comme une épiphanie que s’il brisait les deux os de son avant-bras, il pourrait réussir à couper le reste avec son couteau de poche. L’idée de se libérer et de survivre le rendit si enthousiaste qu’il passa les 40 minutes suivantes complètement absorbé par sa tâche : d’abord briser ses os en utilisant son corps comme levier, puis enfoncer ses doigts dans le bras, pincer des faisceaux de fibres musculaires et les sectionner un par un, avant de couper les artères bleues et les nerfs pâles en forme de « nouille ». La douleur était sans importance. Seule l’incision de l’épais nerf principal blanc l’a fait s’arrêter une minute – le flot de douleur, décrit-il, était comme si l’on avait plongé tout son bras « dans un chaudron de magma ». Enfin libre, il est descendu en rappel d’une falaise et a marché encore 7 miles jusqu’à ce qu’il soit secouru par des randonneurs (Ralston, 2010).

Comment est-il possible de faire quelque chose d’aussi atrocement douloureux pour soi-même, comme l’a fait Aron Ralston, et de réussir à marcher, parler et penser rationnellement par la suite ? La réponse se trouve dans le cerveau, où sont interprétés les signaux provenant du corps. Lorsque nous percevons des signaux somatosensoriels et nociceptifs en provenance du corps, l’expérience est hautement subjective et malléable par la motivation, l’attention, l’émotion et le contexte.

Figure 3. Voies de traitement de la douleur. À gauche – Voies ascendantes de la douleur : Une blessure est signalée simultanément par les fibres Aα ou Aβ à conduction rapide et les fibres C-douleur ou Aδ à conduction lente. Les fibres A rapides signalent la pression, l’étirement et d’autres mouvements des tissus au cortex somatosensoriel via les noyaux de la colonne dorsale. Les fibres C-pain et Aδ envoient des informations sur la douleur à partir des nocicepteurs dans le tissu ou la peau, et transmettent ces signaux aux neurones de second ordre dans la corne dorsale de la moelle épinière. Les neurones de deuxième ordre passent ensuite du côté opposé, où ils forment le tractus spinothalamique ascendant. Ce tractus projette des signaux vers des noyaux de la moelle épinière et du mésencéphale jusqu’au thalamus (T). Le thalamus relaie l’information au cortex somatosensoriel et insulaire, ainsi qu’à des régions corticales médiant différents aspects de l’expérience de la douleur, comme les réponses affectives dans le cortex cingulaire. Droite – Voies descendantes de modulation de la douleur : Les informations provenant de l’environnement et certains états motivationnels peuvent activer cette voie descendante. Plusieurs zones du cerveau antérieur limbique, notamment les cortex cingulaire et insulaire antérieurs, les noyaux de l’amygdale et l’hypothalamus (H), se projettent dans le gris périaqueducal (GPA) du cerveau moyen, qui module ensuite la transmission ascendante de la douleur à partir du système afférent, indirectement par la médulla ventromédiane rostrale (MVR) du tronc cérébral. Ce système modulateur produit une analgésie par la libération d’opioïdes endogènes, et utilise des cellules ON et OFF pour exercer un contrôle inhibiteur (vert) ou facilitateur (rouge) des signaux nociceptifs au niveau de la corne dorsale spinale.

Le modèle motivation-décision et la modulation descendante de la douleur

Selon le modèle motivation-décision, le cerveau évalue automatiquement et en permanence le pour et le contre de toute situation – en pesant les menaces imminentes et les récompenses disponibles (Fields, 2004, 2006). Tout ce qui est plus important pour la survie que d’éviter la douleur active le système descendant de modulation de la douleur du cerveau – un système descendant impliquant plusieurs parties du cerveau et du tronc cérébral, qui inhibe la signalisation nociceptive afin de pouvoir s’occuper des actions plus importantes.

Dans le cas extrême d’Aron, ses actions étaient probablement basées sur un tel processus de décision inconscient – tenant compte de son état homéostatique (sa faim, sa soif, l’inflammation et la décomposition de sa main écrasée affectant lentement le reste de son corps), les données sensorielles disponibles (la douce odeur de sa peau en train de se dissoudre, le silence autour de lui indiquant sa solitude), et sa connaissance des menaces qui pèsent sur lui (la mort, ou une douleur atroce qui ne le tuera pas) par rapport aux récompenses potentielles (la survie, revoir sa famille). L’histoire d’Aron illustre l’avantage évolutif que représente la capacité de supprimer la douleur : Le système descendant de modulation de la douleur nous permet d’aller jusqu’au bout d’actions potentiellement salvatrices.

Cependant, lorsqu’on a atteint la sécurité ou obtenu la récompense, la guérison est plus importante. Ce même système descendant peut alors  » monter en régime  » la nociception du corps pour favoriser la guérison et nous motiver à éviter les actions potentiellement douloureuses. Pour faciliter ou inhiber les signaux nociceptifs provenant du corps, le système descendant de modulation de la douleur utilise un ensemble de cellules ON- ou OFF dans le tronc cérébral, qui régule la quantité de signal nociceptif qui atteint le cerveau. Le système descendant est dépendant de la signalisation opioïde, et les analgésiques comme la morphine soulagent la douleur via ce circuit (Petrovic, Kalso, Petersson, & Ingvar, 2002).

Le pouvoir analgésique de la récompense

Penser aux bonnes choses, comme ses proches et la vie qui l’attend, a probablement été déterminant pour la survie d’Aron. La promesse d’une récompense peut suffire à soulager la douleur. S’attendre à ce qu’un traitement médical soulage la douleur (avoir moins mal est souvent le meilleur résultat possible si vous souffrez, c’est-à-dire qu’il s’agit d’une récompense) contribue à l’effet placebo – où le soulagement de la douleur est dû au moins en partie au circuit de modulation descendant du cerveau, et ce soulagement dépend du système opioïde propre au cerveau (Eippert et al, 2009 ; Eippert, Finsterbusch, Bingel, & Buchel, 2009 ; Levine, Gordon, & Fields, 1978). Manger des aliments savoureux, écouter de la bonne musique ou sentir un toucher agréable sur sa peau diminue également la douleur chez les animaux et les humains, vraisemblablement par le même mécanisme dans le cerveau (Leknes & Tracey, 2008).

Dans une expérience désormais classique, Dum et Herz (1984) ont soit nourri des rats avec de la nourriture normale pour rats, soit les ont laissés se régaler de bonbons recouverts de chocolat très gratifiants (les rats adorent les sucreries) tout en se tenant sur une plaque métallique jusqu’à ce qu’ils apprennent exactement à quoi s’attendre lorsqu’ils sont placés là. Lorsque la plaque a été chauffée à un niveau nocif/douloureux, les rats qui s’attendaient à recevoir des bonbons ont supporté la température deux fois plus longtemps que les rats qui s’attendaient à recevoir de la nourriture normale. De plus, cet effet était complètement aboli lorsque le système opioïde (endorphine) des rats était bloqué par un médicament, ce qui indique que l’effet analgésique de l’anticipation de la récompense était causé par la libération d’endorphine.

Pour Aron le grimpeur, tant le stress lié au fait de savoir que la mort était imminente que l’anticipation de la récompense que serait la survie ont probablement inondé son cerveau d’endorphines, contribuant à la vague d’excitation et d’euphorie qu’il a ressentie alors qu’il procédait à l’amputation  » comme un enfant de cinq ans déchaîné sur ses cadeaux de Noël  » (Ralston, 2010). Cela a modifié son expérience de la douleur causée par les lésions tissulaires extrêmes qu’il provoquait et lui a permis de se concentrer sur sa propre libération. Il s’avère que notre cerveau peut moduler la perception du caractère désagréable de la douleur, tout en conservant la capacité de ressentir l’intensité de la sensation (Rainville, Duncan, Price, Carrier, & Bushnell, 1997 ; Rainville, Feine, Bushnell, & Duncan, 1992). Les récompenses sociales, comme tenir la main de son petit ami ou de sa petite amie, ont des effets réducteurs de la douleur. Même le fait de regarder une photo de lui/elle peut avoir des effets similaires – en fait, voir une photo d’une personne dont on se sent proche réduit non seulement l’évaluation subjective de la douleur, mais aussi l’activité dans les zones du cerveau liées à la douleur (Eisenberger et al., 2011). Les choses les plus courantes à faire lorsqu’on veut aider quelqu’un à traverser une expérience douloureuse – être présent et tenir la main de la personne – semblent donc avoir un effet positif mesurable.

Le pouvoir de l’esprit

Le contexte de la douleur et du toucher a un grand impact sur la façon dont nous l’interprétons. Imaginez simplement à quel point Aron se sentirait différent si quelqu’un lui amputait la main contre sa volonté et sans raison perceptible. Les douleurs prolongées dues à des blessures peuvent être plus faciles à supporter si l’incident qui les provoque fournit un contexte positif – comme une blessure de guerre qui témoigne du courage et de l’engagement d’un soldat – ou la douleur fantôme d’une main coupée pour permettre à la vie de continuer.

La signification relative de la douleur est illustrée par une expérience récente, où la même chaleur modérément douloureuse a été administrée à des participants dans deux contextes différents – un contexte de contrôle où l’alternative était une chaleur non douloureuse ; et un autre où l’alternative était une chaleur intensément douloureuse. Dans le contexte de contrôle, où la chaleur modérée était le résultat le moins préférable, elle était (sans surprise) jugée douloureuse. Dans l’autre contexte, il s’agissait du meilleur résultat possible et, dans ce cas, la même chaleur modérément douloureuse était en fait considérée comme agréable, car elle signifiait que la chaleur intensément douloureuse avait été évitée. Ce changement de perception quelque peu surprenant – où la douleur devient agréable parce qu’elle représente un soulagement par rapport à quelque chose de pire – souligne l’importance de la signification que les individus attribuent à leur douleur, qui peut avoir des effets décisifs dans le traitement de la douleur (Leknes et al., 2013). Dans le cas du toucher, savoir qui ou quoi caresse votre peau peut faire toute la différence – essayez de penser aux limaces la prochaine fois que quelqu’un vous caresse la peau si vous voulez une illustration de ce point.

La douleur et le plaisir ne partagent pas seulement des systèmes modulateurs – un autre attribut commun est que nous n’avons pas besoin d’être nous-mêmes à l’extrémité réceptrice pour en faire l’expérience. Qu’avez-vous ressenti en lisant l’histoire d’Aron qui découpe ses propres tissus, ou de « Thomas » qui détruit ses propres os sans le savoir ? Avez-vous eu la frousse ? Il est fort probable que certaines des zones de votre cerveau traitant les aspects affectifs de la douleur étaient actives, même si les nocicepteurs de votre peau et de vos tissus profonds ne se déclenchaient pas. La douleur peut être ressentie par procuration, tout comme les démangeaisons, le toucher agréable et d’autres sensations. Tania Singer et ses collègues ont constaté, dans le cadre d’une étude par IRMf, que certaines des zones du cerveau qui étaient actives lorsque les participants ressentaient la douleur sur leur propre peau (cingulaire antérieure et insula) l’étaient également lorsqu’ils recevaient le signal qu’un proche ressentait la douleur. Ceux qui étaient les plus « empathiques » présentaient également les réponses cérébrales les plus importantes (Singer et al., 2004). Un effet similaire a été constaté pour le toucher agréable : L’insula postérieure des participants qui regardent des vidéos montrant le bras d’une autre personne en train d’être doucement caressé présente la même activation que s’ils recevaient eux-mêmes le toucher (Morrison, Bjornsdotter, & Olausson, 2011).

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