Les différents neurones plac dans le cerveau ont des implications pour les maladies psychiatriques

Chacun effectue de petites erreurs quotidiennes hors de l'habitude--un serveur dit, « apprécient votre repas, » et vous répondez avec, « vous, aussi ! » avant de réaliser que la personne n'est pas, en fait, aller apprécier votre repas. Heureusement, il y a de nos cerveaux qui surveillent notre comportement, erreurs contagieuses et rectification de eux rapidement.

Une équipe de recherche Caltech dirigée par a maintenant recensé les différents neurones qui peuvent être à la base de cette capacité. Le travail fournit les enregistrements rares de différents neurones a situé profondément dans l'esprit humain et a des implications pour les maladies psychiatriques comme le trouble obsessionnel.

Le travail était une collaboration entre les laboratoires de Ralph Adolphs (PhD '93), professeur de psychologie de Bren, neurologie, et biologie, et l'Allen V.C. Davis et présidence de commandement de Lenabelle Davis et directeur du centre d'imagerie cérébrale de Caltech de l'institut de Tianqiao et de Chrissy Chen pour la neurologie ; et Ueli Rutishauser (PhD '08), professeur agrégé de la neurochirurgie, neurologie, et sciences biomédicales, et conseil supérieur la présidence en neurologies au centre médical de Cèdre-Sinai.

« Beaucoup de gens connaissent la sensation d'effectuer une erreur et de se recueillir rapidement--par exemple, quand vous tapez et appuyez sur la touche incorrecte, vous pouvez réaliser que vous avez effectué une erreur sans devoir même voir l'erreur sur l'écran, » indique Rutishauser, qui est également un associé de visite dans la Division de Caltech de la biologie et du bureau d'études biologique. « C'est un exemple de la façon dont nous auto-moniteur nos propres erreurs au quart de seconde. Maintenant, avec cette recherche, nous connaissons quels neurones sont impliqués dans ceci, et nous commençons à apprendre plus au sujet de la façon dont l'activité de ces neurones nous aide à changer notre comportement en erreurs correctes. »

Dans ce travail, abouti par l'étudiant de troisième cycle Zhongzheng (ruisseaux) Fu de Caltech, les chercheurs ont visé à obtenir une illustration précise de ce qui se produit au niveau de différents neurones quand une personne se recueille après avoir effectué une erreur. Pour faire ceci, ils ont étudié les gens qui ont eu les électrodes minces temporairement implantées dans leurs cerveaux (initialement pour aider à localiser des crises d'épilepsie). Le travail a été effectué en collaboration avec le neurochirurgien Adam Mamelak, professeur de la neurochirurgie chez Cèdre-Sinai, qui a conduit de telles implantations d'électrode pour la surveillance clinique de l'épilepsie pendant plus d'une décennie et attentivement collaboré sur la recherche étudie.

Tandis que l'activité neurale était mesurée dans leur cortex de face médial (MFC), une région du cerveau connue pour être impliquée dans la surveillance d'erreur, les patients d'épilepsie étaient donnée une soi-disant tâche de Stroop de compléter. Dans cette tâche, un mot est affiché sur un écran d'ordinateur, et les patients sont invités à recenser la couleur du texte. Parfois, le texte et la couleur sont identique (le mot « vert » par exemple, est montré dans le vert). Dans d'autres cas, le mot et la couleur sont différents (le « vert » est montré en texte rouge). Dans ce dernier cas, la réponse correcte serait « rouge, » mais beaucoup de gens effectuent l'erreur de dire le « vert. » Ce sont les erreurs que les chercheurs ont étudiées.

Les mesures ont permis à l'équipe de recenser les neurones spécifiques dans le cpc, les neurones appelés d'erreurs d'autocontrôle, qui allumeraient juste après qu'une personne a effectué une erreur, bien avant qu'ils aient été contrôle par retour de l'information donné au sujet de leur réponse.

Pendant des décennies, les scientifiques ont étudié comment les gens auto-trouvent des erreurs utilisant les électrodes mises sur la surface du crâne qui mesurent l'activité électrique totale des milliers de neurones. Ces soi-disant électroencéphalogrammes indiquent cette signature un particulière d'onde cérébrale, appelée la négativité liée à l'erreur (ERN), est couramment - vu sur le crâne au-dessus du cpc juste après qu'une personne effectue une erreur. Dans leurs expériences, Fu et ses collègues ont simultanément mesuré la NRE ainsi que l'allumage de différents neurones d'erreurs.

Ils ont découvert deux aspects neufs principaux de la NRE. D'abord, le niveau d'activité d'un neurone d'erreurs a été franchement marqué avec l'amplitude de la NRE : plus la NRE pour une erreur particulière est grande, plus étaient les neurones d'erreurs en activité. Ceci qui trouve indique qu'une observation de la NRE--une mesure non envahissante--fournit des informations au sujet du niveau de l'activité des neurones d'erreurs trouvés profonds dans le cerveau. En second lieu, ils ont constaté que cette corrélation de NRE-unique-neurone, consécutivement, prévue si la personne changerait leur comportement--c'est-à-dire, s'ils ralentiraient et orienteraient plus pour éviter d'effectuer une erreur sur leur prochaine réponse. Si les neurones d'erreurs allumés mais la signature de la taille du cerveau de NRE n'étaient pas vus ou étaient faibles, la personne pourrait encore identifier qu'ils ont effectué une erreur, mais ils ne modifieraient pas leur comportement pour la prochaine tâche. Ceci propose que les neurones d'erreurs doivent communiquer leur dépistage des erreurs à un grand réseau de cerveau afin d'influencer le comportement.

Les chercheurs ont trouvé davantage de preuve spécifique pour des pièces du circuit impliquée.

« Nous avons trouvé des neurones d'erreurs dans deux parts différentes du cpc : le cortex antérieur dorsal de cingulate (dACC) et l'endroit de moteur pré-complémentaire (pre-SMA), » dit Fu. « Le signe d'erreur a semblé dans le pre-SMA 50 millisecondes plus tôt que dans le dACC. Mais seulement dans le dACC était la corrélation entre la NRE et les neurones d'erreurs prévisionnels de si une personne modifierait leur comportement. Ceci indique une hiérarchie du traitement--une structure structurelle du circuit au niveau d'unique-neurone qui est important pour le contrôle exécutif du comportement. »

La recherche pourrait également avoir des implications pour comprendre le trouble obsessionnel, une condition en laquelle une personne essaye continuement de rectifier des « erreurs perçues. » Par exemple, quelques personnes dans cette condition ressentiront un besoin de vérifier à plusieurs reprises, en peu de temps période, si elles ont verrouillé leur trappe. Certains avec le trouble obsessionnel ont été montrés pour avoir un potentiel anormalement grand de NRE, indiquant que leurs circuits d'erreur-surveillance sont trop actifs. La découverte des neurones d'erreurs pourrait faciliter des demandes de règlement neuves pour supprimer cette hyperactivité.

Le prochain espoir de chercheurs de recenser comment l'information des neurones d'erreurs traverse le cerveau afin de produire des changements de comportement comme ralentir et s'orienter. « Jusqu'ici, nous avons recensé deux régions du cerveau dans le cortex de face qui semblent faire partie d'une séquence des étapes de traitement, mais, naturellement, le circuit entier va être beaucoup plus complexe que cela, » dit Adolphs. « Une future avenue importante sera de combiner les études qui ont la définition très fine, telle que celle-ci, avec les études utilisant le fMRI [imagerie par résonance magnétique fonctionnelle] qui nous donnent un champ de vision d'entier-cerveau. »

Source : http://www.caltech.edu/news/learning-mistakes-84558