Quelle est la valeur des cache-oreilles? La réponse à cette simple question peut dépendre. De quelle marque s’agit-il? Sont-ils de bonne qualité? Quel temps fait-il? Étant donné le choix entre les cache-oreilles et la lotion solaire, la plupart des gens choisiraient d’avoir les cache-oreilles par une froide journée d’hiver et la lotion par une journée ensoleillée à la plage.
Cette capacité à attribuer des valeurs différentes aux objets en fonction du contexte environnemental est quelque chose que nous faisons tout le temps sans trop de réflexion ou d’effort. Mais comment ça fonctionne? Une nouvelle étude dirigée par le professeur assistant Jun Kunimatsu à l’Université de Tsukuba au Japon et le chercheur émérite Okihide Hikosaka au National Eye Institute (NEI) aux États-Unis a découvert la partie du cerveau qui permet à ce type d’apprentissage de se produire.
«La valeur et la récompense sont connues pour être codées dans la partie du cerveau appelée les noyaux gris centraux», explique le Dr Hikosaka. «Nous avons cherché à identifier les circuits neuronaux spécifiques qui sous-tendent l’apprentissage de la valeur basé sur l’environnement.
Pour trouver la réponse, les chercheurs ont d’abord enseigné aux singes une sorte de jeu « Where’s Waldo » dans lequel ils recherchaient des scènes d’objets intégrés qui leur donnaient des récompenses. Regarder les objets peut entraîner de grandes ou petites récompenses selon la scène d’arrière-plan dans laquelle ils sont intégrés.
Une fois que les singes ont appris ce jeu en utilisant de nombreux objets et de nombreux arrière-plans, ils ont pu régulièrement faire des mouvements oculaires vers les grandes récompenses et éviter de regarder les petites récompenses, même lorsque les scènes d’arrière-plan ont été changées soudainement.
La sortie finale des noyaux gris centraux contrôle les mouvements moteurs, dans ce cas les mouvements oculaires. L’équipe a émis l’hypothèse qu’un certain type de cellule cérébrale appelée neurones à pic rapide était responsable de l’apprentissage réussi de leur jeu.
Pour tester cette idée, ils ont utilisé un médicament pour bloquer temporairement l’entrée de ces cellules vers différentes parties des noyaux gris centraux juste au moment où les singes essayaient d’apprendre les associations entre objets, arrière-plans et valeurs.
Ils ont constaté que lorsque l’entrée à l’extrémité arrière du striatum – une partie des noyaux gris centraux – était bloquée, cela empêchait les singes d’apprendre de nouvelles associations basées sur la scène, mais ne les empêchait pas de bien performer lorsqu’ils recevaient des scènes et objets qu’ils avaient déjà appris.
Les résultats pourraient avoir des applications dans la recherche clinique.
Une réduction de l’apport des neurones à pic rapide a été observée dans certaines conditions cliniques, y compris le syndrome de Tourette et la maladie de Huntington, qui sont toutes deux accompagnées de déficits d’apprentissage des compétences qui pourraient être liés à une incapacité à apprendre les valeurs basées sur l’environnement. «
Jun Kunimatsu, professeur adjoint, Université de Tsukuba
La source:
Référence du journal:
Kunimatsu, J., et al. (2021) Valeurs d’objet basées sur l’environnement apprises par le réseau local dans la queue striatum. Actes de l’Académie nationale des sciences. doi.org/10.1073/pnas.2013623118.
