De nombreux travaux sont menés depuis plusieurs années dans le but de définir des outils standardisés qui permettraient de démêler l'écheveau. Un des objectifs majeurs des chercheurs est de combiner tous les tests disponibles dans le but d'obtenir des « classificateurs automatisés » ne dépendant pas de l'œil humain. Cela leur permettrait de déterminer des probabilités « objectives » quant à l'éventuel degré de conscience résiduelle d'un patient, au niveau de la douleur qu'il peut éprouver et à ses chances de récupération.

Stimuler puis compresser

Le 14 août 2013, la revue Science Translational Medicine publiait un article(4) ayant trait à une nouvelle approche conçue pour évaluer objectivement le niveau de conscience d'un individu par le biais d'une mesure de la complexité de la réponse de son cerveau à une impulsion magnétique. Des travaux réalisés par une équipe internationale regroupant des chercheurs des Universités de Milan, de São Paulo, du Wisconsin et de Liège (Coma Science group).

Le point d'ancrage de ces recherches est une théorie développée à l'Université de Madison par le professeur Giulio Tononi : l'Information Integration Theory. Elle propose une approche mathématique de la conscience. « Selon cette théorie, un sujet vivant peut être inconscient pour deux raisons : soit parce que le cerveau ne réalise plus qu'un traitement local de l'information, soit parce qu'il s'active comme s'il faisait l'objet d'un embrasement généralisé sans aucune différenciation entre ses différentes régions, de sorte qu'il ne produit aucune information », explique Steven Laureys. La conscience, elle, suppose que le cerveau ait accès à des informations riches et intégrées.

Les chercheurs savent par ailleurs que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS permet d'exciter ou d'inhiber le cerveau en fonction de la zone où elle est administrée. En clinique, par exemple, elle est utilisée communément dans le cadre de l'enregistrement des potentiels évoqués moteurs (PEM). Ainsi, si on la délivre pour exciter les neurones moteurs, on peut induire un mouvement automatique des membres et mesurer la durée nécessaire pour la propagation, via les voies motrices centrales et périphériques, de l'influx nerveux vers les muscles activés.

C'est cependant une approche beaucoup plus subtile qu'a développée le groupe international susmentionné. Comme pour l'enregistrement des potentiels évoqués moteurs, la TMS est couplée à un enregistrement électroencéphalographique (EEG), mais ici, les neuroscientifiques s'intéressent à l'intégration des informations par le cerveau, à sa connectivité, ce qui met en jeu des milliards de neurones et des millions de milliards de connexions. « À l'heure actuelle, aucun superordinateur ne peut prendre en compte l'ensemble de ces données, rapporte Steven Laureys. Nous devons donc compresser le contenu de l'information émanant du cerveau en réponse à une perturbation magnétique. Pour ce faire, nous utilisons des algorithmes similaires à ceux que l'on emploie couramment pour compresser des images numériques avant de les envoyer par courriel. »

(4) Adenauer G. Casali, Olivia Gosseries, Mario Rosanova, Mélanie Boly, Simone Sarasso, Karina R. Casali, Silvia Casarotto, Marie-Aurélie Bruno, Steven Laureys, Giulio Tononi, Marcello Massimini, A Theoretically Based Index of Consciousness Independent of Sensory Processing and Behavior, Science Translational Medicine, 14/08/2013