Que se passe t-il dans le cerveau quand on est en état de stress ?

Le système limbique, ou cerveau émotionnel, englobe plusieurs zones dont le lobe olfactif, l’hippocampe, le cortex limbique (constitué du cortex préfrontal, des circonvolutions du corps calleux ou gyrus cingulaire, et des circonvolutions para-hippocampiques comme le fornix), les noyaux amygdaliens, le septum sans oublier le thalamus lové à l’intérieur de la courbe formée par l’hippocampe et le fornix… Constituant les zones centrales du cerveau, le système limbique régule notamment l’alimentation, le sommeil, la marche, la température du corps, les équilibres chimiques, le rythme cardiaque, la tension artérielle, les hormones, l’activité sexuelle et les émotions. C’est aussi le centre du plaisir, de la faim, de la soif, de l’agressivité et de la colère. Siège des émotions et centre de création des souvenirs, il nous permet notamment d’établir des liens affectifs et d’avoir une vie sociale. Il joue un rôle essentiel dans le transfert des informations reçues vers la mémoire, et donc dans l’apprentissage.

L’amygdale est une partie du cerveau qui doit son nom à sa forme qui rappelle celle d’une amande (en rouge sur le dessin). Comme pour la plupart des structures de notre cerveau, nous possédons deux amygdales. Elles sont situées tout près de l’hippocampe, dans la partie frontale du lobe temporal.

L’amygdale est une structure cérébrale essentielle au décodage des émotions, et en particulier des stimuli menaçant pour l’organisme. En effet, l’évolution a regroupé plusieurs circuits du système d’alarme de notre organisme dans l’amygdale. Par conséquent, plusieurs messages sensoriels convergent vers l’amygdale pour l’informer des dangers potentiels de son environnement.

Cette information sensorielle lui parvient soit directement du thalamus sensoriel, soit des différents cortex sensoriels.

Chez certains patients qui ont dû subir une intervention chirurgicale au cerveau, on a pu stimuler l’amygdale directement et recueillir leurs impressions. L’expérience subjective la plus communément décrite est celle de danger imminent et de peur. Les très rares patients dont uniquement l’amygdale a été détruite (lors d’accident cérébraux vasculaires par exemple) reconnaissent toutes les expressions émotionnelles sur les visages sauf celle de la peur.

L’amygdale semble en fait moduler toutes nos réactions à des événements qui ont une grande importance pour notre survie. Les stimuli qui nous avertissent d’un danger imminent sont donc très importants pour l’amygdale, de même que ceux signalant la présence de nourriture, de partenaires sexuels, de rivaux, d’enfants en détresse, etc., c’est-à-dire ce qui est du domaine du “premier cerveau” : le cerveau reptilien.

C’est pour cette raison que l’amygdale possède de très nombreuses connexions avec plusieurs autres structures cérébrales comme l’hypothalamus, le septum et la formation réticulée du tronc cérébral, par exemple.

L’amygdale reçoit aussi de nombreuses connexions de l’hippocampe. En effet, celui-ci fait le lien entre la mémoire à court terme et la mémoire à long terme. Il joue un rôle important dans l’apprentissage et la mémoire explicite (la mémoire de ce qu’on peut décrire verbalement, plutôt que celle des savoir-faire). C’est lui qui permet en premier lieu l’apprentissage du caractère dangereux d’un objet ou d’une situation. Étant impliqué dans le stockage et la remémoration de tels souvenirs, ses connections à l’amygdale peuvent être à l’origine d’une émotion déclenchée par un souvenir particulier. L’hippocampe est aussi spécialisé dans le traitement non pas d’un seul stimulus mais d’une collection de stimuli, autrement dit du contexte d’une situation. Or c’est à cause de l’hippocampe et de ses liens étroits avec l’amygdale que non seulement un stimulus peut devenir une source de peur conditionnée, mais également les objets autour, la situation ou le lieu où il se manifeste. La présence imminente d’un danger génère alors le travail d’activation de l’amygdale, responsable des manifestations de la peur comme la fréquence cardiaque et de la pression sanguine élevées, les mains moites, la bouche sèche, les muscles tendus, etc.

On sait que l’amygdale, lorsqu’elle est activée par un stimulus émotionnel significatif, va déclencher toutes sortes de réponses corporelles dont le relâchement d’adrénaline par les glandes surrénales. C’est cette adrénaline qui va favoriser un encodage plus efficace des souvenirs dans l’hippocampe et le lobe temporal. C’est ainsi que l’on retiendra d’autant mieux les choses qui ont de l’importance pour nous, autrement dit les choses qui provoquent des émotions en nous.

Des connexions importantes à l’amygdale proviennent aussi du cortex préfrontal médial. Elles seraient impliquées dans le processus de contrôle de la peur conditionnée (voir l’expérience avec les rats de Joseph LeDoux). Il serait également impliqué dans la dernière phase de la confrontation à un danger, celle où après la réaction réflexe, nous devons réagir et choisir l’action la plus efficace pour se soustraire au danger. La planification volontaire d’une réponse émotionnelle adaptée à la situation est donc un complément utile à notre système de réponses rapides et automatiques. Les connexions du cortex préfrontal à l’amygdale permettent aussi d’exercer un certain contrôle conscient sur notre anxiété. Toutefois, cette faculté peut en même temps créer de l’anxiété en imaginant l’échec d’un scénario donné ou même la présence de dangers inexistants.

L’amygdale nous permet de réagir presque instantanément à la présence d’un danger. Tellement rapidement que c’est seulement après avoir sursauté que l’on comprend souvent ce qui nous a effrayé. Comment cela se passe t-il ?

Tout doit bien sûr commencer par une stimulation sensorielle quelconque comme la vue d’une forme étrange ou un son menaçant. Cette perception fait d’abord escale dans le thalamus, passage obligé de tous les messages captés par les sens. Il est ensuite transmis au cortex sensoriel approprié (visuel, auditif, etc.) où il est évalué et acquiert une signification. Si cette signification est menaçante, l’amygdale en est alors avisé et produit les réponses émotionnelles appropriées.

Or, ce qu’on a découvert beaucoup plus récemment, c’est qu’une partie du message reçu par le thalamus est transféré directement à l’amygdale, sans même passer par le cortex ! C’est cette seconde route, beaucoup plus courte, donc beaucoup plus rapide, qui explique la rapidité de notre système d’alarme naturel.

Comme tout a un prix, cette route qui court-circuite le cortex ne permet qu’une discrimination grossière des objets menaçants. La confirmation du cortex qu’il s’agit bien d’un danger arrive quelque fraction de seconde plus tard. Des fractions de seconde qui peuvent s’avérer fatidiques si l’on n’a pas déjà commencé à réagir au danger. Dans le cas où le cortex nous annonce qu’il n’y a pas de quoi s’en faire, on en est quitte pour une bonne peur et c’est tout…

L’information en provenance d’un stimulus externe atteint donc l’amygdale de deux façons différentes : par une route courte, rapide mais imprécise, directement du thalamus, et par une route longue, lente mais précise, celle qui passe par le cortex.

C’est la route courte, plus directe, qui nous permet de commencer à nous préparer à un danger potentiel avant même de savoir exactement ce dont il s’agit. Ces précieuses fractions de secondes peuvent, dans certaines situations, faire la différence pour notre survie.

Prenons un exemple.

Imaginez que vous marchez dans la forêt et que vous entrevoyez une forme allongée enroulée sur elle-même à vos pieds. Cette forme, qui évoque celle d’un serpent, va très rapidement grâce à la route courte mettre en branle les réactions physiologiques de peur qui sont très utile pour s’activer face au danger. Mais ce stimulus visuel va aussi, après son relais au thalamus, parvenir au cortex. Celui-ci, grâce à sa faculté de discrimination, va se rendre compte quelques fractions de seconde plus tard que ce que vous aviez pris pour un serpent n’était au fond qu’un bout de vieux boyau d’arrosage. Votre cœur va alors cesser de s’emballer et vous allez en être quitte pour une petite frousse.

Si le cortex avait toutefois confirmé la présence d’un serpent, vous n’auriez probablement pas simplement sursauté mais déguerpi avec toute la vigueur que les modifications physiologiques enclenchées par l’amygdale permettent, sauf si l’hippocampe vous informe que le contexte (le serpent se trouve dans une cage) est rassurant.

La voie rapide du thalamus à l’amygdale nous alerte de tout ce qui semble représenter un danger. Le cortex corrige par la suite en apaisant les réponses qui s’avèrent inappropriées. On voit ainsi pourquoi, dans une perspective évolutive, ces deux voies complémentaires ont pu se mettre en place. Les conséquences de prendre un tuyau d’arrosage pour un serpent sont moindres, du point de vue de la survie, que de prendre un serpent pour un simple tuyau d’arrosage.

Mais le cortex n’est pas le seul à venir ajouter son grain de sel en précisant la nature de l’objet. L’hippocampe peut aussi intervenir en nous renseignant sur le contexte. Nos systèmes de mémoire explicite (hippocampe) et implicite (amygdale) fonctionnant en parallèle expliquent pourquoi nous ne nous souvenons pas des traumatismes qui se sont produits au début de la vie. En effet, l’hippocampe est encore immature lorsque l’amygdale est déjà capable de stocker des souvenirs inconscients. Un traumatisme précoce pourra perturber les fonctions mentales et comportementales d’un adulte par des mécanismes inaccessibles à la conscience.

Lors d’un traumatisme, les systèmes de mémoire implicite de l’amygdale et explicite de l’hippocampe emmagasinent différents aspects de l’événement.
Plus tard, l’hippocampe permettra de se souvenir de l’endroit où c’est arrivé, avec qui, l’heure qu’il était, etc. À travers l’activation de l’amygdale, les muscles se raidiront, la pression sanguine augmentera, l’estomac se nouera, etc. C’est le phénomène du traumatisme, qu’il soit grand ou petit.

Parce que ces deux systèmes sont mis en branle par les mêmes indices de rappel, on ne se rend pas compte de leur spécificité alors que certaines expériences ou cas pathologiques mettent en évidence leur indépendance.

Les angoisses, les peurs, les phobies et toutes autres émotions (souvent désagréables) existent parce que l’amygdale a reçu l’information “danger”. Celle-ci reçoit cette information soit du thalamus (réaction instinctive, “sans réfléchir”), soit du cortex (réaction réfléchie), soit de l’hippocampe (réaction due à l’expérience vécue et à la connaissance du contexte). Autrement dit, nous pouvons être dans des états émotionnels intenses soit sans très bien savoir pourquoi, soit parce que je crois que telle ou telle chose se passe ou va se passer, soit parce que mon expérience m’a appris qu’une chose désagréable va me tomber dessus.

Stéphan Roulin est enseignant au Fil d’Ariane. Il est psychothérapeute, sexologue clinicien, kinésiologue et ancien président de la Fédération Belge de Kinésiologie pendant sept ans, Stephan Roulin est spécialisé dans la résolution d’incidents traumatiques