Santé

Des neuroscientifiques ont suivi une pensée qui se déplaçait dans le cerveau


Des chercheurs ont observé, avec une précision remarquable comment une pensée, qui provoque une action, se déplace dans le cerveau.

Des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont enregistré l’activité électrique des neurones de seize patients épileptiques pour comprendre comment les humains peuvent répondre de manière flexible aux demandes environnementales changeantes, en quelques secondes ? « Nous essayons de regarder cette petite fenêtre de temps entre le moment où des choses se produisent dans l’environnement et notre réaction », a précisé Avgusta Shestyuk, l’auteur principal de l’étude.

À l’aide d’une technique appelée électrocorticographie (ECoG) — une technique qui offre une résolution plus précise que l’électroencéphalographie (EEG) ou l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) –, des centaines de minuscules électrodes ont été placées sur le cortex des patients. 

Ainsi, les participants ont effectué un certain nombre de tâches comme écouter un stimulus et répondre, regarder des images de visages ou d’animaux sur un écran et ont été invités à faire une action. Par exemple, une action simple impliquait simplement la répétition d’un mot, tandis qu’une version plus complexe consistait à penser à son antonyme. 

Cette vidéo montre que, pour une tâche plus difficile, comme dire un mot qui est l’opposé d’un autre mot, le cerveau des participants a mis 2 à 3 secondes pour détecter (jaune), interpréter et rechercher une réponse (rouge) et répondre (bleu), avec une activité soutenue du lobe préfrontal (rouge) pour coordonner toutes les zones du cerveau impliquées. © Avgusta Shestyuk et Prof. Robert Knight, University of California, Berkeley

La colle de la cognition 

Les chercheurs ont donc surveillé le mouvement de l’activité électrique d’une zone – telles que celles associées à l’interprétation des stimuli auditifs, au cortex préfrontal, aux zones nécessaires pour façonner une action, comme le cortex moteur. Les résultats, publiés dans la revue Nature Human Behaviour, ont confirmé le rôle du cortex préfrontal en tant que coordinateur d’interactions complexes entre les différentes régions du cerveau, reliant la perception à l’action. 

Pour certaines tâches, l’activation du cortex préfrontal était assez limité. Mais, pour les plus complexes, la zone était obligée de travailler beaucoup plus et devait gérer des signaux provenant de plusieurs parties du cerveau pour coordonner par exemple, la reconnaissance des mots et, éventuellement, faire remonter des souvenirs avant d’activer des muscles pour fournir une nouvelle réponse.

« Ces études très sélectives ont montré que le cortex frontal est l’orchestrateur, reliant les choses pour un résultat final, a déclaré le neuroscientifique Robert Knight de l’UC Berkeley. C’est la colle de la cognition ». Grâce à l’électrocorticographie, il est possible de voir l’augmentation des zones du cortex recrutées lorsqu’une tâche devient progressivement plus difficile, avec une grande précision. 

Le plus surprenant est que certaines zones qui correspondent aux réponses se sont activées très tôt, souvent pendant que le stimulus était présenté. Cela suggère qu’avant même d’avoir construit une réponse complète, le cerveau prépare certaines parties du cortex qui correspondent à l’action. « Cela pourrait expliquer pourquoi les gens disent parfois des choses avant de réfléchir », suggère Shestyuk.

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