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De l’étude du cerveau à l’art et à la science équestre. Entre passion et raison. Entretien avec le Professeur Claude Tomberg

Entre passion et raison, entre une recherche rigoureuse, pointue qu’elle a voulu faire sienne depuis la fin de l’adolescence et une connivence avec la nature et le monde animal qui illumine sa vie dès l’enfance, Claude Tomberg a su réaliser ses rêves, préserver ses valeurs et faire preuve d’une détermination et d’un activisme étonnants, dans le souci de la cohérence, de la méthodologie scientifique et du nécessaire recul pour ne pas appréhender « le nez sur le guidon » ses domaines d’intérêt quels qu’ils soient.

Il y a donc Claude Tomberg, pédagogue convaincante et chercheur stakhanoviste et enthousiaste, qui a réussi l’exploit d’un doctorat et d’une thèse d’agrégation de l’enseignement supérieur en trois ans, auteur de très nombreuses publications scientifiques et membres de sociétés savantes belges et internationales de neurophysiologie et de neurosciences. Dès 1991, année de son agrégation, l’Académie royale de Médecine lui décerne son prix décennal et en 1996, l’Académie royale des Sciences, des Lettres et des Beaux-Arts lui remet le Prix Léon et Henri Frédéricq « pour l’ensemble de son œuvre expérimentale et ses contributions originales remarquables qui renouvellent le domaine des neurosciences cognitives ».

Claude Tomberg est aussi une sportive reconnue, championne de Belgique de windsurf durant ses études et revenue au monde des chevaux début des années 90 pour décrocher des trophées, en bonne place, aux championnats de Belgique et d’Europe de dressage. Elle a mis en application ses connaissances scientifiques des physiologies neuromusculaire et métabolique, de la biomécanique, des théories de l’entrainement, des neurosciences cognitives et de la conscience en particulier pour étudier le comportement de ses étalons, juments et poulains, passant de l’art équestre à cette nouvelle discipline, la science équestre, qui s’impose aujourd’hui comme une science à part entière.

Le Collège Belgique a confié à Claude Tomberg la responsabilité académique et la coordination d’un cycle de cours consacré au bien-être des animaux, entre passion et raison…

Claude Tomberg, l’amour de la nature et des chevaux est à la fois l’élément fondateur et le fil conducteur de votre destinée ?

En effet ! J’ai un cheval auquel j’accorde temps et attention dès l’âge de 13ans et lorsque se pose le choix d’une orientation universitaire, ma maman, infirmière scolaire, m’aiguille vers des études d’éducation physique qui lui paraissent tout indiquées vu mon attrait pour la vie au grand air et la possibilité d’avoir une carrière d’enseignant. Moi, j’ai déjà une autre idée fixe en tête, celle de faire de la recherche quelle que soit la discipline d’ailleurs. Mes centres d’intérêts étaient très larges, entre histoire, philologie romane, géologie et physique, je n’arrivais pas à faire un choix… J’ai hésité jusqu’au moment d’inscrire le nom de la Faculté sur le formulaire d’inscription… pour suivre finalement le choix indiqué par mes parents.

Je m’inscris donc en éducation physique à l’ULB mais toujours bien décidée à devenir chercheur. Les professeurs Poortmans et Hainaut vont m’y aider, l’un comme directeur de mémoire et l’autre en me signalant, à la fin de ma licence, un poste vacant d’assistant à la Faculté de Médecine, pour y donner des travaux pratiques.

J’abandonnerai les chevaux, le temps de réaliser doctorat et thèse d’agrégation et reviendrai vers eux plus tard, y compris comme sujet de recherche. J’aimerais souligner qu’il y a cette continuité là avec le cheval, du loisir à la recherche mais aussi une cohérence peut-être moins visible à première vue. Ma pratique de l’art équestre m’a amenée, enfant, à me documenter sur cette tradition à travers les époques de l’histoire, de l’Antiquité à nos jours. J’ai donc lu beaucoup, ai pensé même un moment m’engager dans des études d’histoire. Et je mesure avec le recul combien mon intérêt pour l’Histoire m’a montré l’importance des évolutions et m’a donné le sens de la perspective qui me guide toujours aujourd’hui, pour élever le regard et englober toutes les composantes d’une thématique.

Quelques mois après votre diplôme de licence, en 1985, vous entrez au Laboratoire de recherche sur le cerveau du professeur J.E. Desmedt, une sommité internationale.

Oui, pas vraiment le contexte idéal pour un débutant en termes d’encadrement… Je vais mettre beaucoup d’énergie à sortir du carcan des travaux pratiques et à ce qu’il me soit permis d’aborder une vraie démarche de recherche ! Je veux montrer mon intérêt et ma capacité d’initiative en mettant en route des séances nouvelles de TP et en lançant des enregistrements concernant des stimulations des aires motrices du cerveau chez l’homme. J’ai la possibilité de me former à une nouvelle technique, à l’Université Tor Vergata de Rome, et commence à utiliser la stimulation transcorticale magnétique, avec un équipement financé par le FNRS. À force de sélectionner, pour J.E. Desmedt, des étudiants qui acceptent d’être sujets de la méthode des potentiels évoqués, je l’oblige peu à peu à s’investir dans mes travaux et je finis par obtenir le feu vert pour me lancer dans l’étude des potentiels cérébraux cognitifs et utiliser les équipements de pointe mis au point dans le laboratoire.

C’est alors qu’émerge l’idée de faire une thèse.

Un technicien du laboratoire me met en tête de m’atteler à un doctorat et le professeur Desmedt précise que pour lui cela n’a de sens que si je l’accompagne d’une thèse d’agrégation. Un peu inconsciente, j’accepte ce qui est un défi et réalise les deux en trois ans.

Je mène mon doctorat sur les mécanismes neurophysiologiques mis en jeu dans les temps de réaction simple, au pas de charge, en un an, en devant pourtant passer par des dissections en anatomie pour préciser la localisation des muscles impliqués, détecter leurs points moteurs et identifier leurs rôles respectifs dans les mouvements retenus pour la thèse. J’étudie les mécanismes de perception somatique, leur circuit neuronal et identifie leur décours temporel précis pour l’acheminement de l‘ information depuis les récepteurs périphériques jusqu’aux aires primaires pariétales. J’ai étudié ensuite la séquence des aires corticales mises en jeu dans le traitement cognitif conscient d’une information sensorielle unique menant à la prise de décision d’une réponse motrice, identifiant ainsi les composantes cognitives nécessaires et minimales à ce traitement de l’information. J’ai étudié ensuite, grâce à la stimulation transcorticale magnétique, l’élaboration des commandes motrices au niveau des aires corticales motrices et la manière dont les commandes arrivent aux muscles. J’ai utilisé un système basé sur une cellule photo-électrique pour capter le tout début du mouvement. Outre d’avoir précisé les circuits neuronaux et le décours temporel des différentes étapes du traitement d’une information sensorielle somatique et l’élaboration de sa réponse motrice, ce travail a montré que l’identification d’une information sensorielle par le cerveau ne peut être réalisée en moins de 100 msec, ce qui implique par exemple que tout départ d’un athlète dans les 100 msec après un signal sonore signifie un départ anticipé…

Je défends ma thèse en 1989.

Je m’attelle alors à ma thèse d’agrégation en sciences médicales que je défendrai en Faculté de Médecine. Elle porte sur les mécanismes neurophysiologiques de l’attention sélective et plus particulièrement sur l’aspect cognitif du traitement de l’information. Je mets en évidence les étapes neuronales impliquées dans le traitement sélectif de l’information lorsqu’il y a deux sources sensorielles à discriminer. Les électrogénèses (potentiels neuronaux) cognitives somatiques précoces ont été caractérisées au cours de ce travail. Ce travail a montré notamment grâce à l’élaboration rigoureuse d’enregistrements de contrôle (ce qui n’était pas évident vu la versatilité de l’activité cérébrale) que le traitement de l’information débute dans les 2 à 3 millisecondes après l’arrivée de l’information sensorielle dans l’aire corticale primaire de projection.

La période qui suit la fin de la thèse d’agrégation correspond à un tournant crucial dans votre recherche, n’est-ce-pas ?

Nous mettons au point, en effet, des méthodes d’investigation uniques au monde, à savoir l’enregistrement d’électrogénèses cognitives dans des tracés non moyennés (classiquement, la méthode recourt au moyennage un grand nombre de réponses à des stimulations identiques de manière à extraire du bruit environnemental résiduel les potentiels neuronaux qui sont de faibles voltages). Nous avons utilisé ces développements technologiques dans un très gros projet pour la Région wallonne – Neureval – visant à mesurer le niveau de conscience des patients sous anesthésie. Cette technologie permet de suivre la versatilité dans l’investissement et la gestion des ressources cognitives par le cerveau.

Ce projet (2003 à 2012) a permis de montrer que le cerveau module l’investissement des ressources cognitives en fonction de la difficulté estimée dans la gestion de l’information : par exemple, il investit davantage quand l’information est nouvelle ; lorsque le contexte est mieux connu, il investit moins, dégageant des ressources cognitives pour d’autres analyses. On peut conclure à une optique d’économie.

Lors de convergence de plusieurs stimulations sensorielles, le cerveau ne traite consciemment qu’une information à la fois, permettant 2 à 3 prises de décision par seconde.

Parmi l’ensemble des stimuli qui convergent à chaque instant vers le cerveau, celui-ci doit sélectionner les stimuli pertinents pour le comportement et écarter les autres. Notre technique d’enregistrement des potentiels cognitifs en temps réel a permis d’identifier que ce processus s’opère à un stade pré-conscient et caractériser comment le cerveau fait le tri entre les informations non pertinentes et pertinentes pour lesquelles uniquement le traitement va se poursuivre jusqu’à l’identification consciente. Ces éléments sont intéressants pour prédire le retour de la conscience sous anesthésie.

Ce stade préconscient pourrait être propre à l’Homme. J’ai enregistré mes chevaux et ai observé les mêmes processus que chez l’être humain pour le traitement conscient de l’information avec des synchronisations neuronales fronto-pariétales et des électrogénèses cognitives similaires mais pas de traitement préconscient. Il faudrait vérifier si l’émergence d’un stade préconscient ne serait pas liée dans l’Evolution aux besoins d’organisations stratégiques des prédateurs. Chez le cheval, l’absence de surveillance préconsciente de l’environnement pourrait être un facteur expliquant leur grande sensibilité aux stimuli environnementaux souvent générateurs de stress : ils ne doivent leur survie dans la vie sauvage qu’à la fuite.

Vos recherches s’arriment aujourd’hui à deux grands axes.

Le premier concerne l’étude de la conscience, l’identification et la caractérisation des témoins neuronaux de la gestion consciente, préconsciente et inconsciente des informations sensorielles par le cerveau. En suivant des mémoires de fin d’études en évaluation du dommage corporel réalisés au laboratoire, nous avons pu prouver l’importance des stimulations perçues préconsciemment et de la manière dont elles sont gérées. Des études ont montré que les enfants de milieux défavorisés seraient moins efficaces pour sélectionner les stimuli pertinents. Il semble que cela soit également le cas de victimes de syndromes post-traumatiques dont l’attention est elle aussi perturbée et des variations dans la surveillance préconsciente des informations ont été observées.

Mon deuxième axe porte sur l’application des neurosciences cognitives à la compréhension du comportement des animaux. C’est là que ma passion pour les chevaux et mon activité de recherche se rejoignent.

Mon retour au cheval revient, dans un premier temps, à me servir de ce que j’ai appris au cours de mes études et particulièrement en Neurophysiologie pour préparer le cheval-athlète à optimiser ses performances en lui donnant force et souplesse. La construction éclairée de la performance physique permet de développer les aptitudes du cheval tout en lui gardant un bon moral et le plaisir de collaborer avec son cavalier. C’est je pense un point essentiel dans la réussite et la performance. Par la suite, mes recherches sur la conscience m’ont amenées à réfléchir sur le comportement équin. Tirant les conclusions des enregistrements décris plus haut, j’ai pris conscience de l’importance de la continuité du dialogue des aides du cavalier afin de conserver en permanence la concentration du cheval. Cette nouvelle approche m’a permis d’augmenter la qualité et la finesse du dialogue des aides avec des chevaux plus détendus, plus concentrés et en conséquence exprimant une volonté positive de collaboration avec le cavalier dans un partenariat où l’expression ‘couple cavalier-cheval’ prend tout son sens.

Dans un cadre général, au souci de la maniabilité du cheval de guerre qui au fil du temps a donné naissance à l’Art équestre, florissant à la Renaissance et présent jusque dans les salons littéraires des XVIIIe et XIXe siècles, s’est ajouté aujourd’hui une autre manière d’appréhender l’animal. C’est également l’époque où le regard sur le comportement du cheval change à la faveur de l’émergence des « chuchoteurs » aux États-Unis, qui se fondent sur l’expérience des anciens ranchers pour sécuriser leurs bêtes. Un courant va naître sous l’influence de Bill Dorrance, le premier à mettre en forme ces connaissances dans un enseignement. À l’aube du XXIe siècle, on assiste à l’émergence d’une Science équestre (Equitation Science) conjuguant, dans approche scientifique, notamment des recherches en psychologie et neuroscience cognitive.

La question de la conscience était au cœur de votre cours au Collège Belgique en 2010.

Oui, mon objectif était de présenter un état de la question sur la comparaison des consciences entre l’homme et l’animal.

Le développement de l’éthologie et, sous l’impulsion de Donald Redfield Griffin, de l’éthologie cognitive rompt avec deux mille cinq cents ans de différence radicale dans la civilisation occidentale entre l’Homme, la nature et les animaux, cassure liée notamment aux religions monothéistes qui séparent l’Homme des autres terriens et le placent au-dessus de tout. Actuellement, d’une science descriptive du comportement animal, l’éthologie évolue rapidement en s’imprégnant de nouvelles avancées scientifiques de plus en plus dégagées d’une approche anthropomorphe et en intégrant les neurosciences et la génétique, confirmant la continuité entre homme et animal, ébauché par Aristote dans son « Scala natura » et si bien pressentie par Darwin.

Les progrès des connaissances en éthologie se font à vive allure. Par exemple, il était largement considéré que le test du miroir (le dauphin, la pie, l’éléphant par exemple se reconnaissent dans le miroir) permettait de circonscrire les espèces ayant une reconnaissance de soi. Récemment, il a été observé que ces animaux qui se reconnaissent dans le miroir disposent d’un système neuronal particulier : des cellules appelées « cellules von Economo » (en 2005) localisées dans des aires cérébrales que l’on sait être chez l’Homme impliquées dans les relations sociales. Le test du miroir serait donc plutôt un indicateur d’élaboration d’un état social. Il faut souligner, d’autre part, que le test sera bien évidemment mieux réussi par les espèces qui possèdent une vision en couleur et stéréoscopique. Le chien dont la modalité dominante est l’odorat ne réussit pas le test du miroir. Ces travaux scientifiques reposent sur une approche anthropomorphique, partant de ce que l’être humain ferait dans telles circonstances.

La question qui se pose actuellement est de savoir quel niveau de développement la conscience a-t-elle atteint chez les animaux non-humains. Il est reconnu que beaucoup d’animaux sont capables de ressentir des émotions primaires (colère, peur, joie, dégout, tristesse…) organisée dans des aires cérébrales anciennes du point de vue de l’évolution. Les émotions sont un élément majeur du processus conscient et sont considérées par certains comme étant à l’origine de l’émergence de la conscience. De plus, beaucoup d’animaux sont conscients de leur environnement et font d’ailleurs preuve de flexibilité et d’adaptation dans leur comportement. Ils montrent également des comportements suggérant qu’ils possèdent une conscience de leur propre corps (body awareness). Est-ce que cela implique dès lors que la conscience réflective de Soi (self-reflective consciousness), le niveau de conscience le plus élevé, n’est pas l’apanage des seuls êtres humains et ne serait pas étroitement liée au langage articulé ? Quoi qu’il en soit, la conscience de son propre corps et plus particulièrement de la douleur, indépendamment d’une éventuelle conscience de soi, a des répercussions sur le bien-être physique et mental.

La question de la conscience chez les animaux est une donc question importante car s’ils sont conscients non seulement de leurs propres états émotionnels mais également de ceux d’autrui comme le suggère des études récentes sur l’empathie et la ‘Theory of mind’, la prise en compte de leur bien-être ne peut plus être négligée.

Le cycle de conférences au Collège Belgique en mai 2011 se penchera sur la question du bien-être des animaux et notamment la souffrance que nous pouvons mieux comprendre et évaluer à la lumière des découvertes scientifiques récentes.

En effet, on assiste actuellement à l’émergence d’une Science du bien-être des animaux qui induit des retombées inattendues dans des domaines aussi divers que le droit, la morale et la politique. En effet, le Traité de Lisbonne a donné récemment au monde animal un statut intermédiaire entre l’objet et la personne.

Ainsi en expérimentation animale, on reconnait le droit aux singes qui ont été sujets d’enregistrement à une retraite décente. Les barrières tombent. On admet aujourd’hui que l’intelligence n’est pas une prérogative de l’Homme, l’invention, la conscience et les émotions non plus d’ailleurs, on reconnait que les animaux peuvent utiliser des outils, jouer, avoir une « morale », une culture et une vie sociale.

Quel est l’impact en droit de ce bouleversement éthique ? Accorder des droits aux animaux implique son pendant : leur imposer des devoirs ! La discussion est ouverte.

Comment envisagez-vous le déroulement du cycle 2011 sur le bien-être des animaux ?

Je compte consacrer la première leçon à la présentation de cette nouvelle science du bien-être des animaux, ses fondements et ses enjeux, entre raison et passion !

Ensuite Marc Vandenheede, professeur d’éthologie à l’Université de Liège s’attachera au bien-être des animaux de production. Pierre Lekeux, Doyen de la Faculté vétérinaire de l’ULg, physiologiste spécialiste de l’effort chez le cheval, abordera la question du dopage. Il sera question notamment de l’équilibre à trouver avec la thérapeutique. Dans la lutte anti-dopage, on est parvenu à détecter des quantités infinitésimales, ce qui a des effets pervers. Il peut y avoir des cas où la santé de l’animal requière un traitement. Comment soulager la bête et ne pas entacher la performance du cavalier. La réglementation va dans le sens actuellement d’une précision extrême sur le type de médicament et la dose autorisée.

Le bien-être du cheval est à la une des préoccupations pour d’autres raisons. Certaines techniques d’entraînement sont contestées, comme la « Rollkur » qui vise à fléchir l’encolure du cheval de façon excessive pour augmenter la performance. La Fédération équestre internationale a diligenté une commission comprenant vétérinaires et psychologues pour faire rapport sur cette technique et a d’emblée modifié ses règles pour introduire la notion de « happy athlet ».

Jean-Paul Beaufays, professeur aux FUNDP à Namur, clôt le cycle avec une leçon sur l’expérimentation impliquant des animaux et la recherche de modalités alternatives, dans le respect de l’animal.

Votre élection dans la Classe des Sciences de l’Académie royale compte beaucoup pour vous.

C’est à mes yeux une marque d’estime importante. J’apprécie que l’Académie offre un lieu qui s’inscrit dans une cohérence historique, une tradition de savoirs qui dépassent le cadre d’une université ou d’une vie individuelle. On y travaille entre pairs tout en étant ouvert sur les problématiques contemporaines afin de partager une réflexion sur l’ensemble d’une civilisation ou société. On s’y détache de ses centres d’intérêts personnels et de ses balises disciplinaires. L’Académie est porteuse d’une responsabilité large, au niveau sociétal, dans laquelle la science représente une des valeurs qu’elle porte. Ce sens de la perspective et ce regard intégré et global s’inscrivent dans mon modus operandi.

Maud Sorède, avril 2011.
Pour en savoir plus…
Les cours au Collège Belgique se donneront au Palais des Académies à Bruxelles, les 18, 19 et 25 mai prochain.





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