Au cours des deux dernières décennies, la recherche a cessé de considérer le DMN comme passif pour le reconnaître comme un système central soutenant la cognition complexe et abstraite. Comment fonctionne-t-il et pourquoi suscite-t-il un tel intérêt ? Comprendre ce réseau apporte un éclairage précieux sur notre façon de penser, de nous souvenir et de nous percevoir.
Au cœur du Réseau du Mode par Défaut : fonctions cérébrales et régions clés
Lorsque votre esprit vagabonde, réfléchit ou s'attarde sur des expériences passées, votre cerveau est loin d'être inactif, absent ou ailleurs. En réalité, un réseau spécifique devient particulièrement actif dans ces moments-là : le Réseau du Mode par Défaut.
Context.
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Qu'est-ce que le Réseau du Mode par Défaut ?
DÉFINITION.
Le Réseau du Mode par Défaut désigne un ensemble de régions cérébrales qui présentent des schémas d'activité coordonnés lorsque vous n'êtes pas engagé dans des tâches orientées vers l'extérieur. Bien qu'il ait été identifié pour la première fois par une activité accrue au repos, cette définition du DMN est aujourd'hui considérée comme incomplète. La recherche contemporaine montre que le Réseau du Mode par Défaut est impliqué dans la cognition abstraite de haut niveau, que votre attention soit dirigée vers l'intérieur ou vers l'extérieur [1]. Plutôt que d'être défini par le repos, le réseau cérébral DMN est mieux compris comme un système qui soutient le traitement transmodal, intégrant des informations au-delà des entrées sensorielles immédiates et permettant des formes de pensée plus abstraites.
DÉCOUVERTE.
La découverte du DMN n'a pas été un événement unique et soudain, mais le résultat de découvertes progressives sur une décennie. À la fin des années 1990, des études ont observé des diminutions constantes de l'activité dans des régions cérébrales spécifiques lors de tâches orientées vers un but [2]. Ces désactivations induites par la tâche suggéraient que certaines régions étaient plus actives au repos que pendant les tâches. En 2001, Marcus Raichle et ses collègues ont formalisé le concept de « mode par défaut de la fonction cérébrale » [3]. Des analyses récentes soulignent que le concept de DMN reflète un changement plus large en neurosciences, passant des fonctions cérébrales localisées à une organisation en réseaux distribués [4].
RÉGIONS CÉRÉBRALES.
Le DMN comprend plusieurs régions clés :
le cortex préfrontal médial (mPFC) ;
le cortex cingulaire postérieur (PCC) et le précuneus ;
le lobule pariétal inférieur (incluant le gyrus angulaire) ;
les structures du lobe temporal médial (incluant l'hippocampe).
Sous-systèmes [5] :
un sous-système temporal médial impliqué dans la mémoire et la simulation mentale ;
un sous-système préfrontal médial soutenant la cognition sociale et liée à soi ;
un noyau central (PCC/précuneus) intégrant les informations à travers le réseau.
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Pourquoi le Réseau du Mode par Défaut est-il important ?
VIEILLISSEMENT.
La fonction du Réseau du Mode par Défaut subit des changements significatifs tout au long de la vie, tant dans le vieillissement sain que dans le vieillissement pathologique. La recherche a montré que la connectivité fonctionnelle au sein du DMN a tendance à diminuer avec l'âge. Parmi cette tendance, les patients atteints de la maladie d'Alzheimer présentent des réductions marquées de la connectivité du DMN, corrélées au déclin de la mémoire et à la sévérité de la maladie. Cela suggère que l'altération des schémas du DMN pourrait servir de biomarqueur pour les troubles cognitifs précoces [7]. La recherche longitudinale indique également que la trajectoire de la connectivité du DMN peut varier selon les étapes de la vie adulte, avec d'éventuelles augmentations précoces suivies de déclins plus prononcés au cours des décennies suivantes [8]. Ces résultats soutiennent l'idée que le vieillissement est associé à une reconfiguration de la connectivité du DMN plutôt qu'à un simple déclin linéaire, et soulignent comment les changements dans la fonction du réseau sont liés aux différences cognitives liées à l'âge.
IMPORTANCE.
Le Réseau du Mode par Défaut soutient la capacité à :
construire un sentiment de soi ;
comprendre les autres ;
naviguer dans des situations complexes ;
simuler des possibilités futures.
D'un point de vue neurocognitif, le réseau cérébral DMN est composé de régions cérébrales d'ordre supérieur fonctionnellement distantes des systèmes sensoriels primaires, ce qui lui permet de traiter l'information à un niveau hautement abstrait [1]. Des anomalies dans le Réseau du Mode par Défaut ont été liées à divers troubles de la santé mentale. En étudiant le DMN, nous obtenons des informations sur les mécanismes neuronaux qui sous-tendent la cognition et le comportement, ce qui pourrait aider à développer de meilleures stratégies thérapeutiques pour une gamme de conditions neuropsychiatriques [9].
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Fonctions du Réseau du Mode par Défaut
PENSÉE RÉFÉRENTIELLE À SOI.
Le DMN est fortement sollicité lorsque vous réfléchissez à vous-même, à vos expériences, à votre identité ou à vos émotions. Le cortex préfrontal médial, en particulier, est systématiquement associé au traitement lié à soi. Par exemple, lorsque vous rejouez une conversation dans votre tête en vous demandant « Ai-je dit ce qu'il fallait ? », votre DMN traite activement des informations liées à vous-même. Il vous aide à évaluer votre comportement et à construire un sentiment cohérent de qui vous êtes au fil du temps. Cependant, son rôle s'étend au-delà de l'introspection pour inclure la cognition sociale, vous aidant à comprendre les perspectives et les intentions d'autrui.
MÉMOIRE.
Le DMN soutient la mémoire épisodique (votre capacité à vous souvenir d'événements passés) et la prospection (imaginer des scénarios futurs). L'hippocampe travaille en coordination avec d'autres régions du DMN pour reconstruire des expériences et simuler des possibilités. Par exemple, lorsque vous imaginez une réunion à venir ou que vous répétez mentalement une conversation difficile, votre cerveau ne se contente pas de récupérer des souvenirs, il recombine des expériences passées pour simuler des résultats possibles. Cette capacité est essentielle pour la planification, la prise de décision et l'adaptation à de nouvelles situations. La recherche montre que le DMN intègre la mémoire et les connaissances sémantiques pour construire ce qui peut être décrit comme un récit interne de votre expérience [6].
VAGABONDAGE MENTAL.
Le DMN soutient la pensée générée par soi-même, y compris la rêverie, la réflexion et l'idéation créative. Nous considérons souvent ces processus comme aléatoires ou insignifiants, pourtant ils sont loin d'être inutiles. Lorsque votre attention dérive pendant une promenade ou en conduisant, votre cerveau peut être en train de :
connecter des idées ;
résoudre des problèmes en arrière-plan ;
générer de nouvelles perspectives.
Il est important de noter que des recherches récentes montrent que le DMN peut également contribuer à la cognition orientée vers un but, en particulier lorsque les tâches nécessitent de l'abstraction ou l'intégration de connaissances préalables [10].
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Suractivité et modulation du DMN
SURACTIVITÉ.
Plutôt que sur une simple suractivité, la recherche actuelle se concentre sur la dysrégulation de la dynamique du réseau. Une connectivité altérée du DMN a été associée à des conditions telles que la dépression, l'anxiété et le TDAH. Dans ces cas, le problème est souvent lié à une focalisation excessive sur soi ou à une difficulté à se détacher des pensées internes. Cependant, ces effets s'expliquent mieux par une coordination défaillante entre le DMN et d'autres réseaux cérébraux, en particulier ceux impliqués dans l'attention et le contrôle exécutif, plutôt que par un dysfonctionnement du seul DMN.
MODULATION.
Plusieurs approches peuvent moduler l'activité du DMN :
les exigences cognitives (engagement dans une tâche vs abstraction) ;
thérapie cognitive basée sur la pleine conscience et la méditation ;
neurofeedback et les approches de neuromodulation.
L'objectif n'est pas de supprimer le DMN, mais plutôt d'améliorer la flexibilité entre les différents modes de cognition, permettant un comportement adaptatif.
MÉTHODES DE RECHERCHE.
L'étude du DMN repose sur une gamme de techniques de neuroimagerie et d'électrophysiologie :
l'IRM fonctionnelle (IRMf) pour mesurer l'activité cérébrale et identifier les schémas de co-activation ;
les analyses de connectivité à l'état de repos (utilisant des techniques telles que l'IRMf ou l'EEG) pour cartographier comment les régions du DMN sont liées fonctionnellement ;
l'EEG et la MEG pour examiner la chronologie et la dynamique de l'activité neurale ;
l'imagerie de diffusion (DTI) pour explorer les connexions structurelles entre les régions ;
l'IRM structurelle (IRMs) pour fournir des informations anatomiques détaillées ;
la tomographie par émission de positons (TEP) pour évaluer l'activité métabolique et le débit sanguin ;
les modèles informatiques pour comprendre comment l'information circule au sein du réseau.
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L'approche de Neuromind dans la recherche sur le DMN
APPROCHE.
L'approche de Neuromind intègre plusieurs technologies :
des signaux physiologiques tels que l'oculométrie (eye-tracking) et la pupillométrie ;
des thérapies cognitives fondées sur des preuves (entraînement par neurofeedback, induction de la pleine conscience, contrôle émotionnel et attentionnel) ;
EEG-basés sur l'biomarqueurs ;
des biomarqueurs de l'ECG et de l'EDA du système nerveux autonome ;
des environnements immersifs ;
l'interprétation en temps réel de l'activité cérébrale à l'aide d'algorithmes d'apprentissage automatique (machine learning) propriétaires.
RÉSULTATS.
Ces éléments sont intégrés dans un système en boucle fermée, où l'environnement virtuel s'adapte en permanence à l'état cérébral de l'utilisateur. Notre approche nous permet de dépasser l'observation passive des réseaux cérébraux pour interagir avec eux de manière dynamique, mesurable, personnalisée et évolutive. Les résultats de notre étude récente indiquent que l'utilisation de notre produit était associée à une diminution de la connectivité du Réseau du Mode par Défaut, parallèlement à des améliorations de l'attention soutenue et spatiale. En plus de ces changements cognitifs, les participants ont fait part d'un sentiment accru de calme, d'une meilleure concentration et d'un contrôle renforcé tout au long de l'expérience.
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Le Réseau du Mode par Défaut est un groupe de régions cérébrales qui travaillent ensemble lorsque votre esprit n'est pas concentré sur une tâche spécifique. Il intervient lorsque vous réfléchissez à vous-même, vous vous remémorez des souvenirs et imaginez des situations futures. Loin d'être inactif, votre cerveau est très sollicité pendant ces moments-là. Ce réseau aide à organiser les pensées internes en une expérience mentale cohérente.
Références
[1] Jonathan Smallwood, Boris Bernhardt, Robert Leech, Danilo Bzdok, Elizabeth Jefferies, et al. The default mode network in cognition: a topographical perspective. Nature Reviews Neuroscience, 2021, 22 (8), pp.503-513.
[2] Shulman GL, Fiez JA, Corbetta M, Buckner RL, Miezin FM, Raichle ME, Petersen SE. Common Blood Flow Changes across Visual Tasks: II. Decreases in Cerebral Cortex. J Cogn Neurosci. 1997 Fall;9(5):648-63.
[3] Raichle ME, MacLeod AM, Snyder AZ, Powers WJ, Gusnard DA, Shulman GL. A default mode of brain function. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 Jan 16;98(2):676-82.
[4] Alves PN, Foulon C, Karolis V, Bzdok D, Margulies DS, Volle E, Thiebaut de Schotten M. An improved neuroanatomical model of the default-mode network reconciles previous neuroimaging and neuropathological findings. Commun Biol. 2019 Oct 10;2:370.
[5] Andrews-Hanna JR, Smallwood J, Spreng RN. The default network and self-generated thought: component processes, dynamic control, and clinical relevance. Ann N Y Acad Sci. 2014 May;1316(1):29-52.
[6] Vinod Menon, 20 years of the default mode network: A review and synthesis, Neuron, Volume 111, Issue 16, 2023, Pages 2469-2487.
[7] Jones DT, Machulda MM, Vemuri P, McDade EM, Zeng G, Senjem ML, Gunter JL, Przybelski SA, Avula RT, Knopman DS, Boeve BF, Petersen RC, Jack CR Jr. Age-related changes in the default mode network are more advanced in Alzheimer disease. Neurology. 2011 Oct 18;77(16):1524-31.
[8] Staffaroni AM, Brown JA, Casaletto KB, Elahi FM, Deng J, Neuhaus J, Cobigo Y, Mumford PS, Walters S, Saloner R, Karydas A, Coppola G, Rosen HJ, Miller BL, Seeley WW, Kramer JH. The Longitudinal Trajectory of Default Mode Network Connectivity in Healthy Older Adults Varies As a Function of Age and Is Associated with Changes in Episodic Memory and Processing Speed. J Neurosci. 2018 Mar 14;38(11):2809-2817.
[9] Azarias FR, Almeida GHDR, de Melo LF, Rici REG, Maria DA. The Journey of the Default Mode Network: Development, Function, and Impact on Mental Health. Biology (Basel). 2025 Apr 10;14(4):395.
[10] Weber S, Aleman A, Hugdahl K. Involvement of the default mode network under varying levels of cognitive effort. Sci Rep. 2022 Apr 15;12(1):6303.
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