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Les neurologistes montrent deux cellules nerveuses responsables du processus décisionnel

Un échange de tirs de pénalité à la coupe du monde du football. Tous les yeux sont sur la meilleure gâche de l'équipe. Il devrait prendre le coup de feu décisif, préférable à travers le gardien de but. La gâche doit décider si orienter pour le coin gauche ou droite de l'objectif. En son cerveau, il planification les deux options avant de prendre la décision. Si la position du gardien de but indique qu'il sautera vers la droite au moment décisif, la gâche développera une préférence temporaire pour la planification d'un mouvement au coin gauche. Mais quel effet cette tendance a-t-elle sur la conclusion définitive si le gardien de but change sa position juste avant le coup de feu ? La gâche calmera-t-elle la pousse vers la gauche ? Et comment ce procédé est-il réglé au niveau des cellules nerveuses ? Les neurologistes au centre allemand de primate (DPZ) - institut de Leibniz pour la recherche de primate dans Göttingen ont vérifié ces questions dans une étude avec des singes rhésus. Ils pouvaient prouver que deux la cellule nerveuse que différente tape dedans le même endroit de cerveau sont responsables du processus décisionnel. Une tendance préliminaire pour un plan d'action influence la conclusion définitive et le pesage des deux options est déjà visible au niveau neuronal. La gâche est pour cette raison vraisemblablement de tirer vers la gauche même si le gardien de but change soudainement sa position - et la pénalité peut défaillir (eLife).

Les scientifiques ont formé deux singes rhésus pour effectuer une tâche sur un écran. En même temps, l'activité des cellules nerveuses en leur cerveau a été mesurée. Les signes circulaires sont apparus sur l'écran tactile que les singes devraient toucher. Les cercles sont apparus du côté droit le gauche ou droite, au dessus ou au bas de l'écran. La place où ils sont apparus était faite au hasard, mais les singes a reçu un signe sous forme de petites flèches où le prochain signe pourrait apparaître. Par exemple, s'il y avait une grande flèche pourprée indiquant la gauche et une petite flèche bleue indiquant la droite en même temps, il était plus susceptible que le signe apparaîtrait du côté gauche. Cependant, cette attente a été violée de temps à autre par le signe apparaissant exact en face du sens précédemment indiqué ou par les deux signes apparaissant simultanément du côté droit et gauche, qui pourrait alors être librement sélecté.

Les chercheurs ont observé que les singes ont développé une tendance vers le sens indiqué par les flèches précédemment montrées. Si le signe apparaissait du côté prévu, ils ont résolu la tâche correctement et rapidement. Si, contrairement aux attentes, le signe apparaissait du bord opposé, les temps de réaction ont augmenté et les singes ont effectué plus d'erreurs. Si les animaux avaient le libre choix, ils ont préféré dans la plupart des cas ces signes, qui sont apparus sur avant que côté indiqué, même si les deux possibilités ont été objectivement considérées équivalentes.

Une tendance préliminaire d'action influence des décisions suivantes, même si les faits changent dans le même temps. Quoique les singes aient eu un libre choix, ils ont opté pour leur plan d'action provisoire. La gâche devant l'objectif a une situation assimilée. Il voit que le gardien de but veut sauter vers la droite et planification le coin gauche d'abord. Même si le gardien de but prend une position neutre au dernier moment, dans la plupart des cas il maintiendra ce sens et la penalty peut être arrêtée.

Lalitta Suriya-Arunroj, premier auteur de l'étude

Au niveau des cellules nerveuses, les scientifiques pouvaient également effectuer une découverte neuve : La prise de décision et le pesage entre plusieurs solutions de rechange d'action sont tracés comme double procédé au niveau neuronal. Deux types différents de cellules nerveuses sont responsables de ceci. Le premier groupe est responsable de coder l'objectif préféré. Tant que il n'y a aucune tendance, ils ne sont pas en activité, ils allument seulement quand une préférence pour une option d'action surgit. Plus la tendance pour cette option est intense, plus les cellules deviennent actives. Le deuxième groupe de cellules nerveuses montre toutes les solutions de rechange données du début. On le décide qui des options pour l'action est inadmissible. Les cellules nerveuses qui codent pour l'option non-préférentielle sont plus fortement vers le bas-réglés la moins l'option est considérée. Accordant le principe de choix-par-élimination, l'option qui représente le meilleur bien choisi demeure.

Le fait que deux cellules nerveuses différentes dans le même endroit de cerveau sont responsables du processus décisionnel est une conclusion neuve de cette étude. La planification dans le cerveau est ainsi réglée par un double procédé qui réfléchit des fortes tendances d'agir ainsi que toutes autres possibilités qui peuvent être éliminées l'un après l'autre par le principe de choix-par-élimination. Ainsi, le cerveau nous permet de prendre des décisions équilibrées et flexibles. La gâche devant l'objectif, en dépit de sa première préférence, peut ainsi ne pas exclure immédiatement l'autre coin de l'objectif comme option, peut changer le sens du coup de feu au dernier moment et probablement rayer ainsi toujours un objectif.

Alexandre Gail, chef de l'organisme de recherche Sensorimoteur au DPZ et également auteur de l'étude

Source:
Journal reference:

Suriya-Arunroj, L. & Gail, A. (2019) Complementary encoding of priors in monkey frontoparietal network supports a dual process of decision-making. eLife. doi.org/10.7554/eLife.47581