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De la perception à l'action, de la sensation au mouvement

31/08/2017

Les travaux d’une équipe de neuroscientifiques de l’Université de Californie-Santa Barbara et du MIT présentés dans la revue eLife contribuent à une nouvelle compréhension du processus complexe des circuits neuronaux qui vont déterminer, à partir d’une sensation ou d’une perception, la décision et le passage à l’action. Ils se sont attaqués à la cartographie de l’activité des cellules du cerveau durant ce délai entre la sensation et l'action.

Sur le même thème, une équipe du Cold Spring Harbor Laboratory avait déjà suggéré en mai 2016 dans la revue Nature, qu’y aller ou non, sont 2 comportements pris en charge par le cortex cingulaire antérieur (CCA), une zone du cortex préfrontal mais par 2 types de neurones, chaque type étant spécifique à un comportement.

Une équipe de l’Université de Pittsburg a révélé dans la revue PLoS ONE, le mécanisme du cerveau destiné à améliorer la précision de la décision et qui nous permet un compromis entre la vitesse et la justesse. Grâce à 192 électrodes, des chercheurs de Stanford sont, chez le singe, parvenus à analyser les signaux neuronaux, milliseconde après milliseconde, à chaque étape de la prise décision. Ils décrivent en 2015 ce processus dans la même revue, eLife. Enfin, citons ces travaux de l’Université de Médecine de Berlin, publiés dans la revue PNAS, qui décryptent comment entre déterminisme et libre-arbitre, il existe, au cours du processus de décision, une sorte de lutte entre notre inconscient et notre conscience.

Ici, les neuroscientifiques californiens cartographient chez la souris les connexions du cerveau de la perception à l’action : C'est ce que nous faisons tout le temps quand on voit un feu de circulation, on utilise cette information pour guider notre action, traverser ou attendre. Et si le cerveau d'une souris est beaucoup plus petit que celui d'un humain, il présente des similitudes structurelles remarquables. Les chercheurs ont évalué à l’imagerie les réponses des neurones individuels dans plusieurs zones du cerveau alors que l’animal effectuait une tâche de réponse différée. A l’aide d’un puissant microscope à balayage laser, l'équipe détecte les signaux calciques exprimés dans les neurones bien en dessous de la surface du cerveau. Ces neurones ont généralement de très faibles concentrations de calcium intracellulaire, mais quand ils sont actifs, leurs taux de calcium augmentent, ce qui augmente la fluorescence de l'indicateur et permet aux chercheurs de mesurer l'activité des neurones. Enfin, le recours à l’optogénétique, une technique qui combine la génétique (fluorescence) et l’optique a permis aux chercheurs d’identifier ceux qui s’activaient au cours des différentes étapes de la tâche. L'équipe parvient ainsi à déterminer l’implication des aires visuelles et pariétales dans la perception du stimulus ou encore celle du cortex moteur frontal pour maintenir en veille le plan moteur au cours de la période d’hésitation, d’attente ou de réflexion. Finalement, les scientifiques identifient un petit groupe de neurones, très limité en nombre, qui restent actifs pendant la période d’attente entre le stimulus visuel et la réponse motrice.

Cette approche générale permet une première cartographie des zones essentielles à l’exécution des différents types de tâches cognitives et au maintien de souvenirs pour utilisation retardée par les différentes zones du cerveau.

Source : Le Blog Retraite Sereine


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