ERP Signature of the Visual Go/Nogo Task in Acute Schizophrenia

Le cerveau humain est un réseau vaste et complexe qui doit constamment décider quoi faire et quoi ignorer. Lorsque vous marchez dans une rue animée, votre cerveau filtre le bruit de la circulation pour se concentrer sur la personne à qui vous parlez, ou il vous empêche de vous engager sur la trajectoire d'une voiture rapide. Cette capacité à suspendre une action et à stopper un réflexe est appelée l'inhibition de la réponse motrice, et elle constitue une partie fondamentale de notre façon de naviguer dans le monde. Chez les personnes atteintes de schizophrénie, une maladie mentale grave, ce système de freinage fonctionne souvent mal, entraînant des difficultés à penser clairement et à contrôler son comportement. Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que ces problèmes proviennent de signaux électriques spécifiques dans le cerveau qui déraillent, mais ils ont eu du mal à observer précisément comment ces signaux se comportent lorsqu'une personne est en pleine crise psychotique sévère, plutôt que lorsqu'elle est stable et en phase de rétablissement.

Pour comprendre ces signaux, les chercheurs utilisent une méthode qui mesure l'activité électrique du cerveau avec une précision extrême. Ils demandent à une personne de regarder un écran où des formes apparaissent. La plupart du temps, la personne est censée appuyer rapidement sur un bouton lorsqu'elle voit une forme commune, comme un cercle bleu. Occasionnellement, une forme rare, comme un cercle jaune, apparaît, et la personne doit s'empêcher d'appuyer sur le bouton. Ce jeu simple, connu sous le nom de tâche Go/No-Go, force le cerveau à alterner entre l'action et l'arrêt. En plaçant une casquette dotée de nombreux capteurs sur le cuir chevelu, les scientifiques peuvent enregistrer les minuscules pics électriques qui surviennent dans le cerveau quelques millisecondes après l'apparition d'une forme. Deux moments spécifiques de cette tempête électrique sont particulièrement intéressants : l'un qui se produit environ 200 à 300 millisecondes après l'image, reflétant le fait que le cerveau détecte un conflit ou un besoin de s'arrêter, et un autre qui survient un peu plus tard, vers 300 à 450 millisecondes, reflétant la décision du cerveau de réellement retenir l'action.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Genève et du Centre Hospitalier Universitaire de Genève a décidé d'étudier ces signaux électriques chez un groupe de personnes qui venaient d'être admises dans un hôpital psychiatrique pour un épisode psychotique aigu. Ces patients étaient en plein cœur de leur maladie, éprouvant des symptômes tels que des hallucinations ou des pensées désorganisées, et étaient hospitalisés depuis moins de trois jours. Les chercheurs voulaient voir si les signaux cérébraux connus pour être différents chez les patients stables étaient encore plus perturbés durant cette phase aiguë intense. Ils ont enregistré l'activité cérébrale de vingt-trois de ces patients et l'ont comparée à l'activité cérébrale de vingt-trois personnes en bonne santé ne souffrant pas de schizophrénie. Les participants sains ont été appariés aux patients en termes d'âge et de niveau d'éducation pour garantir une comparaison équitable.

Les résultats ont révélé une différence claire et frappante dans la manière dont les cerveaux des patients aigus ont répondu à la tâche. Lorsque les patients voyaient le cercle jaune rare qui exigeait qu'ils s'arrêtent, le signal électrique qui marque habituellement la détection de conflit par le cerveau était significativement plus faible que dans le groupe témoin. En fait, la force de ce signal était réduite de plus de moitié chez les patients. Cela suggère que lors d'un épisode psychotique aigu, la capacité du cerveau à même reconnaître qu'il doit interrompre une action est gravement compromise. De plus, lorsque les patients voyaient le cercle bleu commun qui nécessitait d'appuyer sur un bouton, le timing de la réponse électrique de leur cerveau était beaucoup plus erratique. Tandis que les cerveaux des participants sains réagissaient avec un rythme constant à chaque fois, les cerveaux des patients montraient une grande variabilité, les pics électriques oscillant dans le temps d'un essai à l'autre. Cette incohérence indique que la machinerie neuronale responsable de l'exécution d'une simple réponse motrice est instable et imprécise durant la phase de maladie aiguë.

Une autre découverte clé concernait la localisation de l'activité cérébrale. Chez les personnes en bonne santé, le signal associé à l'arrêt d'une action a tendance à être le plus fort à l'arrière et au centre de la tête. Chez les patients aigus, ce signal s'est déplacé vers l'avant, devenant le plus fort dans la partie antérieure du cerveau. Ce déplacement, appelé antériorisation, suggère que le cerveau tente de compenser ses difficultés en recrutant d'autres zones pour accomplir la tâche, mais qu'il ne le fait pas efficacement. Curieusement, les chercheurs ont constaté que la gravité des symptômes des patients, tels que l'intensité des hallucinations ou de la dépression, n'expliquait pas directement ces différences électriques. Cela implique que ces changements dans les signaux cérébraux sont une caractéristique fondamentale du trouble lui-même, présents indépendamment de l'intensité ressentie des symptômes à ce moment précis.

L'étude a également examiné le lien entre ces signaux cérébraux et la performance des patients à la tâche. Les patients ont commis plus d'erreurs, échouant à s'arrêter quand ils le devaient, et étaient plus lents et plus irréguliers dans leurs pressions sur le bouton. Les chercheurs ont constaté que plus le signal d'arrêt du cerveau était faible et plus son timing était erratique, plus la performance du patient était médiocre. Ce lien confirme que ces modèles électriques ne sont pas de simples bruits aléatoires, mais sont directement liés à la difficulté réelle que les patients rencontrent pour contrôler leurs actions. L'étude n'a pas trouvé que la quantité de médicaments pris au cours des premiers jours de l'hospitalisation expliquait ces différences, suggérant que les changements étaient dus à la maladie elle-même plutôt qu'aux médicaments.

En capturant la signature électrique du cerveau pendant la phase la plus intense de la schizophrénie, cette recherche offre une image plus claire de ce qui dysfonctionne dans le système de contrôle exécutif de l'esprit. Les conclusions suggèrent que la réduction de la force du signal d'arrêt et le timing erratique de la réponse sont des marqueurs fiables du trouble, apparaissant même lorsque la personne est dans son état le plus pathologique. Bien que l'étude n'offre pas de nouveau remède, elle identifie des signes mesurables spécifiques qui pourraient aider les médecins et les scientifiques à comprendre plus profondément les racines biologiques de la schizophrénie. Elle pointe vers un avenir où la santé du cerveau d'une personne pourra être évaluée non seulement par ce qu'elle dit ou comment elle se comporte, mais par les rythmes électriques précis qui dirigent sa capacité à penser, à agir et à s'arrêter.