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Les aides neuves d'approche étudient le processus décisionnel dans le cerveau

Sans à peine la communication préalable, nous prenons des décisions innombrables : pour tourner gauche ou droite sur le bus ? Pour attendre ou accélérer ? Pour examiner ou ignorer ? Dans la perspective de ces décisions le cerveau évalue l'information sensorielle et seulement il puis produit d'un comportement. Pour la première fois, les scientifiques au Max Planck Institute de la neurobiologie pouvaient suivre un tel processus décisionnel à travers un cerveau vertébré entier. Leur approche neuve montre comment et où le cerveau de zebrafish transforme le mouvement de l'environnement en décision qui fait nager les poissons dans un sens spécifique.

Les jeunes zebrafish sont minuscules. Leur cerveau n'est pas beaucoup plus grand que celui d'une mouche et presque transparent. « Nous pouvons pour cette raison examiner dans le cerveau entier et voir ce qui se produit, par exemple, quand une décision est prise, » explique Elena Dragomir, qui a fait exact ceci. « La première étape était de trouver un paradigme comportemental que nous pourrions employer pour étudier la prise de décision, » dit Elena Dragomir. D'autres substances animales, par exemple, sont montrées les points qui déménagent plus ou moins dans un sens. Les animaux peuvent être formés pour indiquer leur décision sur le sens du mouvement des points, et s'il est correct, ils reçoivent une récompense. Les neurobiologistes du groupe de Ruben Portugues ont maintenant adapté cette installation expérimentale pour des zebrafish. « Le tour est que nous employons un comportement fiable appelé la réaction d'optomotor comme lecture de la décision du poisson ».

Si un poisson dérive dans un courant, une image de l'environnement déménage à travers ses yeux. Les poissons nageront en direction du flux optique perçu pour empêcher la dérive. Les points mobiles peuvent déclencher cette réaction d'optomotor dans le laboratoire, et les poissons se tourneront vers la gauche ou vers la droite, selon le sens des points mobiles. « Nous pouvons également varier la difficulté de la décision, en changeant la force du stimulus visuel, » explique Ruben Portugues. « Si un pourcentage plus élevé des points déménagent un sens, les poissons se tourneront plus rapidement et plus sûrement vers le sens correct. »

Par le microscope, les chercheurs pourraient observer que le cerveau de poissons enregistre les points mobiles et intègre ce mouvement directionnel à temps. Après qu'assez de preuve ait été accumulée, elle déclenche alors une décision pour nager dans le sens perçu des points mobiles.

À d'où est-ce que les points déménagent ?

La décision pour quand et dans quel sens les poissons tourneront des corrélations avec la configuration de mouvement des points.

Ceci pourrait reprendre à plusieurs secondes et n'est réellement pas un réflexe, qui est une réaction immédiate à un stimulus sensoriel. Cette accumulation d'information sensorielle est au fil du temps également une partie de modèles de prise de décision dans d'autres substances animales. »

Vilim Stih, co-auteur de l'étude

Contrairement à ces substances, les chercheurs peuvent tracer presque toutes les régions du cerveau de contribution étant à la base de ce processus de décision dans les zebrafish larvaires.

Les boîtiers neuronaux dans la région de pretectum/thalamus, par exemple, sont susceptibles de traiter l'entrée visuelle. Les neurones dans le hindbrain déclenchent probablement la rotation et les mouvements de natation. « Au noyau interpeduncular » (IPN), les chercheurs ont trouvé les configurations d'activité qui ont fortement marqué avec le régime de rotation des poissons. Avec leur comportement intégré, la neurophysiologie et l'approche de modélisation, les chercheurs basés sur Martinsried ont produit des possibilités complet neuves pour vérifier le flux de données pendant la prise de décision dans le cerveau vertébré.

Source:
Journal reference:

Dragomir, E.I., et al. (2019) Evidence accumulation during a sensorimotor decision task revealed by whole-brain imaging. Nature Neuroscience. doi.org/10.1038/s41593-019-0535-8.