L’imagerie cérébrale est devenue un ingrédient indispensable de la psychologie expérimentale. Jusque dans les années 1970 ou 1980, il était de bon ton de défendre une thèse fonctionnaliste selon laquelle la psychologie et la neurobiologie seraient des disciplines autonomes, qui occupent des compartiments étanches. « La nature physique [du cerveau] n’impose aucune contrainte aux formes de la pensée », affirmait Philip Johnson-Laird dans Mental models en 1983. Aujourd’hui, cette idée est abandonnée, tant abondent les exemples de contraintes mutuelles et de fructueux dialogues interdisciplinaires. Dans une direction, la psychologie est souvent la première à étudier et à théoriser une fonction cognitive : en témoigne l’exemple de la théorie de la prise de décision par accumulation d’évidence, développée en psychologie dès les années 1960 avant d’être confirmée et étendue, trente ans plus tard, au niveau neurophysiologique. Dans l’autre sens, la découverte des mécanismes cérébraux, neuronaux, voire moléculaires qui sous-tendent une fonction cognitive conduit souvent à mieux les maîtriser : par exemple, la théorie de l’apprentissage, qui a débuté avec les études comportementales d’Ebbinghaus, Pavlov, Hull ou Rescorla a fait des progrès considérables avec l’avènement de modèles neuronaux d’abord spéculatifs (Hebb) puis de plus en plus fondés sur l’expérimentation et la modélisation en neurosciences (Kandel).
Dans l’étude des fonctions cognitives, l’imagerie cérébrale joue un rôle essentiel, car elle seule permet d’accéder, de façon non invasive, à l’organisation anatomique et fonctionnelle des circuits du cerveau humain. Les méthodes d’imagerie ont considérablement progressé depuis leur émergence il y a une quarantaine d’années. L’objectif du cours 2018-2019 était de faire le point sur ces progrès à la fois techniques et méthodologiques, de mieux comprendre dans quel mesure ces méthodes parviennent à clarifier la nature des représentations mentales chez l’homme, et d’en discerner les limites.