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Neuroscience

Comment le cerveau gère le passage à l’acte

Des chercheurs sont parvenus à décrypter comment le cerveau passe de la prise de décision au passage à l’acte, une découverte pouvant considérablement améliorer l'utilisation de la thérapie ciblée pour les patients souffrant de déficits cérébraux sensoriels et moteurs.

Comment le cerveau gère le passage à l’acte hobo_018/iStock

  • Publié le 01.02.2021 à 18h30
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L'ESSENTIEL
  • Une région corticale traditionnellement définie comme le cortex moteur est plus directement liée au processus d'exécution.
  • Notre cerveau représente les informations sensorielles et motrices à plus d'un endroit et souvent de manière redondante à des fins multiples telles que le réglage fin des mouvements futurs, l'amélioration de la perception ou le stockage de la mémoire.

Lorsque nous prenons une décision, une séquence d'événements se déroule à une vitesse fulgurante dans le cerveau. Une équipe de neuroscientifiques américains de l'université de Californie à Riverside est parvenue à les décortiquer et à identifier la partie du cerveau responsable du passage à l’acte qui restait jusque-là inconnue. Une découverte qui pourrait considérablement améliorer l'utilisation de la thérapie ciblée pour les patients souffrant de déficits cérébraux sensoriels et moteurs. Les résultats ont été présentés le 25 janvier dans la revue eNeuro.

Transformer les activités électriques des neurones en nombres

Les chercheurs ont pris l’exemple du feu rouge pour illustrer leur étude : quand nous conduisons et que le feu qui est situé devant nous passe au rouge, une multitude de réactions se produisent dans notre cerveau. L'image du feu de circulation est transférée de nos yeux au cortex visuel, qui, à son tour, communique avec le cortex pré-moteur, une section du cerveau impliquée dans la préparation et l'exécution des mouvements des membres. Un signal est alors envoyé à notre pied pour appuyer sur le frein. La région du cerveau qui aide le corps à passer de “voir” à “exécuter” était inconnue. Pour déballer cette “boîte noire”, les chercheurs ont mené des expériences sur des souris pour identifier la région du cerveau qui fonctionne au-delà du codage sensoriel et du codage moteur.

Pour l’expérience, les scientifiques ont formé des souris à détecter une légère déviation d'un côté de leurs moustaches et à signaler si elles l'ont détectée en léchant un port d'eau. “Nous avons enregistré l'activité neuronale de certaines régions du cerveau qui pourraient transmettre cette transformation sensori-motrice en utilisant le ‘langage des neurones’ - les signaux électriques - générés lorsque la souris effectue la tâche de détection de stimulus”, a précisé Zhaoran Zhang, co-premier auteur de la recherche. Les chercheurs ont ensuite utilisé des outils mathématiques pour transformer les activités électriques des neurones en nombres qui décrivent à quel point les neurones ressentent l'entrée sensorielle, dans quelle mesure ils reflètent les sorties de mouvement à venir et dans quelle mesure ils prédisent si les informations sensorielles peuvent être transformées avec succès en un comportement correct.

Améliorer les thérapies ciblées

Les chercheurs rapportent qu'une région corticale traditionnellement définie comme le cortex moteur des moustaches chez la souris est plus directement liée au processus d'exécution. “Nous avons localisé une région du cerveau traditionnellement définie comme le cortex moteur des moustaches, qui était auparavant censée influencer la façon dont une souris déplace ses moustaches, poursuit Behzad Zareian, co-premier auteur de l’étude. Nous avons découvert que cette région corticale est capable de transformer l'entrée sensorielle de la déflexion des moustaches en une action de mouvement générale - lécher dans ce cas - plutôt que de simplement déplacer des moustaches.”

L’une des difficultés pour trouver des régions cérébrales opérant la transformation sensori-motrice est que, bien que les scientifiques puissent mesurer facilement les activités cérébrales sensorielles et motrices en laboratoire, le processus interne qui conduit la transformation sensori-motrice dans le cerveau est insaisissable et difficile à quantifier. “Notre cerveau représente les informations sensorielles et motrices à plus d'un endroit et souvent de manière redondante à des fins multiples telles que le réglage fin des mouvements futurs, l'amélioration de la perception ou le stockage de la mémoire, détaille Edward Zagha, professeur adjoint de psychologie et chercheur principal de l'équipe. Ainsi, les scientifiques sont désormais en mesure de distinguer l'emplacement de la transformation et les régions qui reflètent simplement les informations sensorielles ou motrices à d'autres fins. Cela peut considérablement améliorer l'utilisation de la thérapie ciblée pour les patients souffrant de déficits cérébraux sensoriels et moteurs.”

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