Soares, C., Gonzalo, G., Castelhano, J., & Castelo-Branco, M. (2023). The Relationship Between the Default Mode Network and the Theory of Mind Network as Revealed by Psychedelics–A Meta-Analysis. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 105325.
Points importants du papier :
- Le réseau du mode par défaut (DMN) et la théorie de l’esprit (ToM) sont des réseaux liés au “soi”.
- Les psychédéliques modifient la perception de soi et modulent la cognition sociale.
- Nous présentons une vue spécifique de cette relation, le chevauchement entre le DMN et le ToM.
- Il s’agit de la première étude portant sur le chevauchement entre la cognition sociale et les psychédéliques.
- Le DMN et les psychédéliques semblent partager un chevauchement très spécifique avec la cognition sociale impliquant des régions du cortex cingulaire, ainsi que le gyrus temporal moyen et le gyrus frontal.
Abstract
Les réseaux du mode par défaut (DMN) et de la théorie de l’esprit (ToM) jouent un rôle crucial dans notre compréhension de la neurocognition du soi. Le DMN est généralement associé à l’introspection, tandis que la ToM est impliquée dans la prise de perspective. Aucune étude ne s’est penchée sur le chevauchement entre le DMN et le ToM en relation avec des effets causaux tels que ceux induits par les psychédéliques, et leur relation précise reste donc inconnue. Les psychédéliques modifient la perception de soi et modulent ces réseaux, ce qui offre une occasion unique de faire la lumière sur cette relation. Nous avons effectué une méta-analyse quantitative de 88 études avec un total de 2122 participants pour étudier le chevauchement entre DMN et ToM et si les psychédéliques affectent leur relation neuronale. Nous avons constaté que le cortex cingulaire (BA23 et BA31) joue un rôle crucial dans le chevauchement entre ces réseaux, ce qui est corroboré par les effets des psychédéliques. Ces composés affectent la base neuronale de la ToM et de la cognition sociale, ce qui peut sous-tendre leur potentiel thérapeutique et approfondir notre compréhension des corrélats neuronaux du soi.
1. Introduction
En tant qu’espèce sociale, la survie de l’homme dépend fortement des interactions sociales, ce qui a conduit à qualifier notre espèce d'”animal ultra-social” (Tomasello, 2014). Les processus psychologiques qui nous permettent de gérer toutes ces interactions sont désignés par le terme de “cognition sociale”. La cognition sociale fait référence aux opérations mentales impliquées dans la perception, l’interprétation et la génération de réponses aux intentions, dispositions et comportements d’autrui. Elle comprend les capacités sociocognitives qui permettent de reconnaître, de manipuler et de se comporter par rapport à des informations socialement pertinentes, telles que le traitement des visages, le traitement des expressions faciales, l’attention conjointe, la théorie de l’esprit (ToM), l’empathie et le traitement moral. Ces capacités nécessitent un système neuronal complexe impliquant des régions corticales et sous-corticales et leurs connexions (Adolphs, 2001, Cotter et al., 2018). Bien que le réseau du “cerveau social” varie en fonction des exigences de la tâche, on pense qu’il comprend des régions limbiques (telles que l’amygdale), le cortex préfrontal, la jonction temporo-pariétale, le cingulaire antérieur et le cortex insulaire (Cotter et al., 2018).
Parmi ces processus, une composante cruciale pour naviguer dans les contextes sociaux est la ToM, définie comme les opérations cognitives impliquées dans l’attribution d’états mentaux affectifs et cognitifs à nous-mêmes et aux autres, c’est-à-dire les sentiments, les croyances, les intentions ou les désirs (Byom et Mutlu, 2013, Frith et Frith, 2006, Molenberghs et al., 2016, Schurz et al., 2014). Grâce à la ToM, nous attribuons des états mentaux aux autres, en les distinguant des nôtres. Cette capacité serait coordonnée fonctionnellement par un réseau de régions cérébrales comprenant le cortex préfrontal médian (mPFC), des parties du précuneus (PreC) et du cortex cingulaire postérieur (PCC), la jonction temporo-pariétale (TPJ) et le sillon temporal postéro-supérieur (pSTS) de manière bilatérale (Schurz et al., 2014). Un chevauchement de l’activation cérébrale entre différentes tâches et stimuli nécessitant de penser aux états mentaux d’autrui a été trouvé dans le mPFC et dans la TPJ postérieure bilatérale, ce qui suggère l’idée d’un réseau central pour la ToM (Schurz et al., 2014).
Certains auteurs ont également suggéré le rôle de la ToM dans la représentation du ” soi “, car elle est responsable de la capacité de prise de perspective, de projection de soi et des souvenirs autobiographiques (Buckner et Carroll, 2007, Corcoran et Frith, 2003, Decety et Sommerville, 2003, Happé, 2003). Cette présomption est étayée par son chevauchement anatomique avec le réseau du mode par défaut (DMN), un réseau impliqué dans les fonctions cognitives liées au soi comme la rumination, l’introspection, les pensées autoréflexives et la mémoire autobiographique, qui peuvent avoir un impact sur la cognition sociale ou fonctionner de manière indépendante (Buckner et Carroll, 2007, Meyer, 2019, Schilbach et al., 2008). Le DMN a d’abord été défini comme les régions du cerveau dont l’activité augmentait pendant l’état de repos tout en montrant une activité réduite pendant les tâches liées à l’attention extérieure (Raichle, 2011). Ces régions cérébrales sont regroupées en trois sous-systèmes fonctionnellement spécialisés : le cortex préfrontal ventromédial (vmPFC), le cortex préfrontal dorsomédial (dmPFC), et le PCC, le PreC adjacent et le cortex pariétal latéral (Raichle, 2015). Bien que tous les sous-systèmes soient impliqués dans les processus liés à la ToM, les preuves soutiennent le sous-système dmPFC comme celui qui chevauche le plus fortement cette capacité cognitive (Spreng et Andrews-Hanna, 2015, Udochi et al., 2022).
L’altération de l’activité et de la connectivité sur les réseaux DMN et ToM est associée à plusieurs troubles de santé mentale et neurodégénératifs. D’une part, une activité perturbée du DMN est présente dans des pathologies telles que la dépression, le trouble du déficit de l’attention avec hyperactivité et la maladie d’Alzheimer entre autres (Mohan et al., 2016). C’est pourquoi ce réseau a été étudié en tant qu’évaluation possible de la détection précoce et de l’efficacité des traitements (Mohan et al., 2016). D’autre part, des preuves systématiques indiquent que le dysfonctionnement cognitif social est un phénotype cognitif de nombreuses affections développementales, neurologiques et psychiatriques. En conséquence, le dysfonctionnement social est devenu l’une des six dimensions transdiagnostiques selon le cadre des critères du domaine de recherche (RDoC) et une cible potentielle pour les interventions thérapeutiques (Insel et al., 2010). Néanmoins, il y a encore un manque d’approches thérapeutiques ciblant spécifiquement la cognition sociale.
Les psychédéliques sérotoninergiques tels que le diéthylamide de l’acide lysergique (LSD), la psilocybine, la N,N-Diméthyltryptamine (DMT) ou l’Ayahuasca sont des composés psychoactifs qui agissent comme des agonistes partiels ou complets du récepteur 5HT2A et se caractérisent par des changements dans la perception, l’humeur, la cognition et le sens du “soi” (Castelhano et al., 2021). Des recherches récentes sur ces substances ont suggéré leurs propriétés thérapeutiques potentielles pour traiter des pathologies telles que la dépression, l’anxiété ou les troubles liés à l’utilisation de substances (Fuentes et al., 2020, Oliveira et al., 2022, Rodrigues et al., 2019, Thomas et al., 2017). Pourtant, le mécanisme par lequel ces composés semblent susciter ces effets reste inconnu.
À cet égard, la capacité des psychédéliques à moduler le sens du “soi” suggère que leurs mécanismes pourraient être médiés par la ToM ou le DMN. Ceci est également soutenu par les preuves montrant les effets modulateurs des psychédéliques sur le DMN et la cognition sociale (Gattuso et al., 2022, Preller et Vollenweider, 2019). Par exemple, diverses études décrivent la capacité de ces composés à influencer positivement les aspects liés à un fonctionnement social sain, comme les changements dans les traits de personnalité tels que l’agréabilité (Netzband et al., 2020) et la compassion (Apud Peláez, 2020), les sentiments de connexion avec les autres (Watts et al., 2017), et l’augmentation de l’empathie émotionnelle et du comportement prosocial (Dolder et al., 2016, Mason et al., 2019, Pokorny et al., 2017, Uthaug et al., 2021). Plus précisément, il a été démontré que le LSD modifiait le traitement de l’attention conjointe, une composante essentielle de la ToM, et augmentait la connectivité fonctionnelle dans la jonction temporo-pariétale bilatérale, l’une des régions partagées par la ToM et le DMN (Preller et al., 2018, Tagliazucchi et al., 2016). En outre, la capacité de la psilocybine, du LSD et de l’Ayahuasca à diminuer la connectivité fonctionnelle au sein du DMN et à augmenter la connectivité entre les réseaux a été revendiquée par différentes études (Gattuso et al., 2022). Dans le cas de la psilocybine, des corrélations négatives ont été trouvées entre l’intensité de la drogue subjectivement perçue et les niveaux plasmatiques de psilocine avec l’intégrité du DMN (Madsen et al., 2021). De plus, l’ayahuasca a diminué la connectivité du PCC au sein du DMN, une région également impliquée dans la ToM, ce qui a été observé dans les données de l’état de repos un jour après l’administration (Palhano-Fontes et al., 2015). Notamment, une méta-analyse récente d’études d’imagerie cérébrale avec des psychédéliques classiques a détecté une diminution de la connectivité au sein du PCC/Precuneus, des composants du DMN et de la ToM (Castelhano et al., 2021).
Dans l’ensemble, les preuves dépeintes indiquent les effets sur le DMN et le ToM comme la base neuronale médiant les effets des psychédéliques sérotoninergiques. Par conséquent, un modèle unifié du chevauchement entre les deux réseaux pourrait aider à comprendre les mécanismes sous-jacents à l’origine des propriétés cliniques de ces composés. Néanmoins, il existe encore des différences concernant les régions et les fonctions partagées du DMN et du ToM (Li et al., 2014, Mars et al., 2012, Schilbach et al., 2012). Par conséquent, cette revue systématique vise à fournir une compréhension consolidée du chevauchement de ces réseaux et donc d’avoir une compréhension plus spécifique et actualisée des régions cérébrales qui les connectent. En outre, nous examinerons le chevauchement de ces réseaux avec les régions cérébrales affectées par les psychédéliques afin d’élucider les mécanismes neuropsychologiques responsables des effets de ces composés. Nous émettons l’hypothèse que le DMN dans son ensemble, mais en particulier le sous-système médian dorsal, sera actif pendant les tâches de traitement social et que les différences individuelles dans les fonctions de ces réseaux pourraient sous-tendre les différences individuelles dans les capacités cognitives sociales. En outre, nous nous attendons à ce que les psychédéliques modulent également les régions affectées par le DMN, le ToM et la cognition sociale, comme preuve de l’implication de ces fonctions cérébrales dans leurs mécanismes d’action neurocognitifs.
[…]
4. Discussion
Cet article visait à donner un aperçu du chevauchement entre la cognition sociale et la ToM avec le DMN tout en examinant si les psychédéliques affectent les régions activées pendant les tâches de cognition sociale et de ToM comme un moyen potentiel d’élucider les mécanismes de ces composés. Nos recherches ont révélé un ensemble spécifique de régions cérébrales qui tendent à être présentes dans toutes les analyses de conjonction que nous développons. Il s’agit notamment des zones limbiques du cortex cingulaire (régions d’activation les plus importantes), ainsi que du gyrus temporal moyen et du gyrus frontal. Il est intéressant de noter que les psychédéliques semblent partager avec la ToM et la cognition sociale un chevauchement de type très similaire à celui du DMN.
Notre analyse a montré que le chevauchement des régions cérébrales activées pendant les tâches de ToM et les conditions de repos était presque le même que celui présenté par les tâches impliquant la cognition sociale et le DMN. Par conséquent, le DMN ne semble pas jouer un rôle spécifique dans la ToM, mais plutôt un rôle général dans un large éventail de paradigmes de cognition sociale, contrairement à ce que l’on pourrait attendre. Cette divergence avec notre hypothèse initiale pourrait être due à l’implication similaire du DMN dans les deux fonctions cérébrales, ce qui suggère que d’autres réseaux pourraient sous-tendre leurs différences. Il est possible que le DMN sous-tende des processus cérébraux similaires prenant part à la fois aux tâches de ToM et à d’autres tâches impliquant différentes fonctions socio-cognitives, ou que les processus associés à la cognition sociale puissent être un sous-ensemble pour les processus de ToM ou vice-versa, comme cela a été suggéré précédemment. (Schurz et al., 2020). Malgré cela, nous pouvons conclure en affirmant que les processus de cognition sociale et de ToM partagent un chevauchement anatomique très spécifique avec le DMN, ce qui corrobore la littérature antérieure sur le sujet (Li et al., 2014). Néanmoins, nos résultats fournissent une définition plus spécifique de ce chevauchement en soulignant le rôle du cortex cingulaire.
Fait important, il s’agit de la première étude portant sur le chevauchement entre la cognition sociale, la ToM et les psychédéliques. Notamment, les psychédéliques semblent partager avec la cognition sociale et la ToM le même chevauchement anatomique que le DMN, impliquant l’ACC et le PCC. De manière intrigante, nous avons effectué une analyse de contraste entre les études sur les psychédéliques et celles sur le DMN et nous n’avons pas observé de résultats significatifs, ce qui était inattendu. Ce résultat suggère que ces composés pourraient ne pas désactiver le DMN comme l’affirme la littérature précédente (Gattuso et al, 2022, van Elk et Yaden, 2022). Une hypothèse est que les psychédéliques pourraient activer certaines régions cérébrales du DMN, en particulier celles qui sont pertinentes pour la cognition sociale et le ToM. Ce résultat pourrait soutenir l’idée que la cognition sociale et la ToM pourraient être impliquées dans les mécanismes d’action sous-jacents aux effets des psychédéliques. En outre, ces processus peuvent également être médiés par leur chevauchement avec le DMN.
Surtout, l’ACC et le PCC semblent être les régions où les traitements neuronaux liés à la cognition sociale, à la ToM, au DMN et aux psychédéliques se chevauchent. Alors que l’ACC est associé à l’auto-perspective (auto-évaluation) (Hu et al., 2016, Morita et al., 2014, Yang et al., 2012), le PCC est lié à la mémoire autobiographique épisodique (Boccia et al., 2019, Leech et Sharp, 2014, Maddock et al., 2001) Par conséquent, l’action des deux régions dans le chevauchement de la cognition sociale et de la ToM avec le DMN suggère que les mémoires d’auto-perspectives et autobiographiques sont les fonctions cérébrales qui relient ces réseaux. Par conséquent, nos résultats pourraient étayer les arguments en faveur d’une prédisposition de l’espèce humaine pour la cognition sociale comme mode de cognition par défaut (Schilbach et al., 2008), ce qui pourrait uniquement être lié au rôle des souvenirs autobiographiques et de la perspective de soi dans la définition du “soi”. Il est également important de noter que les psychédéliques modulent d’autres régions du cerveau, qui n’apparaissent pas dans notre étude en raison de notre intérêt pour la cognition sociale, mais qui peuvent avoir un rapport au moins indirect avec le soi.
En outre, l’impact des psychédéliques sur ces systèmes neuronaux qui se chevauchent suggère que ces composés influencent la cognition sociale et la théorie de l’esprit en renforçant les nœuds du DMN impliqués dans ces fonctions cérébrales. Par conséquent, en raison de la capacité des psychédéliques à induire des souvenirs autobiographiques (Healy, 2021), et à changer la perspective de soi (Amada et al., 2020), précédemment liée à leur potentiel thérapeutique (Hayes et al., 2019, Rodríguez-Cano et al., 2023, Yaden et Griffiths, 2021), nos résultats indiquent également que ces effets psychologiques sont les médiateurs de l’impact de ceux-ci sur la cognition sociale et la ToM. En outre, la capacité des psychédéliques à affecter les régions de la ToM et de la cognition sociale, ainsi que leurs propriétés neuroplastiques connues (Vargas et al., 2023), fait suite à la littérature précédente suggérant le potentiel des psychédéliques à ouvrir une période critique qui pourrait permettre la modulation des circuits d’apprentissage de la récompense sociale (Duerler et al., 2022, van Elk et Yaden, 2022). Dans l’ensemble, nos études soutiennent la capacité des psychédéliques à moduler la cognition sociale et la ToM. Nous espérons que de futures études tenteront de donner une définition plus précise du rôle de ces réseaux cérébraux dans les effets de ces composés, car cela pourrait permettre de mieux comprendre la nature du soi et ses corrélats neuronaux. Par exemple, des études IRMf évaluant l’impact des psychédéliques sur la perception de soi (évaluation) et les souvenirs autobiographiques épisodiques pourraient permettre de mieux définir la modulation de ces fonctions cérébrales par les composés psychédéliques. Enfin, notre analyse souligne également le potentiel thérapeutique des psychédéliques pour les maladies présentant des déficits de la cognition sociale et de la ToM. En effet, il est nécessaire de mener des essais cliniques sur des populations présentant des déficits dans ces fonctions cérébrales, car cela pourrait permettre de développer de nouvelles thérapies pour lutter contre ce fardeau.
