Nous sommes libres de nous promener mais généralement, quand nous allons quelque part, c'est pour une raison. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Institut Picower pour l'apprentissage et la mémoire montrent que lorsque nous recherchons les prix de la vie, une région du cerveau suit notre emplacement avec une prédilection particulièrement forte pour l'emplacement de la récompense.
Ce biais pragmatique du septum latéral suggère qu'il s'agit d'un pivot dans la formulation d'un comportement axé sur les buts.
« Il semble que le septum latéral soit, en un sens, » priorisant « les informations spatiales liées aux récompenses », a déclaré Hannah Wirtshafter, auteur principal de l'étude eLife et un ancien étudiant diplômé dans le laboratoire du MIT de l'auteur principal Matthew Wilson, professeur Sherman Fairchild de neurobiologie. Wirtshafter est maintenant post-doctorant à la Northwestern University.
L'année dernière, Wirtshafter et Wilson, professeur de biologie et du cerveau et des sciences cognitives, ont analysé les mesures de l'activité électrique de centaines de neurones dans le LS et l'hippocampe, une région connue pour coder de nombreuses formes de mémoire, y compris les cartes spatiales, comme les rats ont navigué dans un labyrinthe vers une récompense.
Dans Current Biology, ils ont signalé que le LS code directement les informations sur la vitesse et l'accélération des rats lorsqu'ils naviguaient dans l'environnement.
La nouvelle étude a poursuivi cette analyse, constatant que bien que le LS consacre une proportion beaucoup plus petite de ses cellules à l'emplacement de codage que ne le fait l'hippocampe, une proportion beaucoup plus grande de ces cellules répondent lorsque le rat est proche de l'endroit où se trouve la récompense.
De plus, alors que les rats se précipitaient vers le point de récompense et vice-versa dans le labyrinthe en forme de H, le rythme de leur activité neuronale a atteint un sommet le plus proche de ces lieux de récompense, biaisant la courbe de leur activité en association avec l'endroit où ils pouvaient trouver une gâterie au chocolat.
Enfin, ils ont constaté que l'activité neuronale entre l'hippocampe et le LS était la plus fortement corrélée entre les cellules qui représentaient les emplacements de récompense.
Comprendre comment les informations sur les récompenses sont liées à la mémoire et à l'espace à travers l'hippocampe est crucial pour comprendre comment nous apprenons de l'expérience, et cette découverte montre le rôle que le septum latéral peut jouer dans ce processus. «
Matthew Wilson, auteur de l'étude et professeur, Picower Institute au MIT
Plus précisément, Wilson et Wirtshafter interprètent les résultats des deux études pour suggérer que le LS joue un rôle clé en aidant à filtrer et convertir les informations brutes sur l'emplacement, la vitesse et l'accélération provenant de régions telles que l'hippocampe, en plus spécifiques à la récompense sortie pour les régions connues pour guider le comportement axé sur les objectifs, comme la zone tegmentale ventrale.
Dans le document, ils discutent des façons dont l'hippocampe et le LS peuvent être câblés ensemble pour ce faire. Ils théorisent que le LS peut consacrer des neurones à recevoir des informations de localisation liées à la récompense de l'hippocampe et peut mélanger des informations de localisation non récompensées au sein de neurones également chargés de traiter d'autres informations telles que le mouvement.
« Ceci est soutenu par nos travaux antérieurs qui montrent des populations se chevauchant quelque peu de cellules LS à codage de lieu et à codage de mouvement », a déclaré Wirtshafter.
Bien qu'il soit facile pour la plupart d'entre nous de tenir pour acquis la capacité du cerveau à faciliter la navigation, les scientifiques l'étudient pour plusieurs raisons, a déclaré Wirtshafter.
« L'élucidation des mécanismes et des circuits cérébraux impliqués dans la navigation, la mémoire et la planification peut identifier les processus sous-jacents à la fonction cognitive altérée dans les maladies motrices et de la mémoire », a-t-elle déclaré.
« En outre, la connaissance des principes du comportement axé sur les objectifs peut également être utilisée pour modéliser le comportement du cerveau dépendant du contexte dans les modèles de machines afin de contribuer davantage au développement de l'intelligence artificielle. »
Le programme de bourses d'études supérieures en sciences et en génie de la Défense nationale et la Fondation JPB ont financé cette étude.
La source:
Référence de la revue:
Wirtshafter, H.S., et al. (2020) Différences dans les représentations spatiales biaisées de récompense dans le septum latéral et l'hippocampe. eLife. doi.org/10.7554/eLife.55252.
