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L'installation expérimentale permet à des chercheurs d'examiner des procédés de cerveau dans les oiseaux pendant des tâches actives

Comment les oiseaux prennent-ils des décisions et qui les régions du cerveau sont particulièrement en activité quand elles résolvent des tâches ? Les chercheurs du service du Biopsychology chez la Ruhr-Universität Bochum (RUB) vérifient ces questions. Jusqu'ici, seulement des oiseaux anesthésiés et pour cette raison des expériences passives ont pu être examinés utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI). Ainsi, l'inspection des procédés de cerveau pendant des tâches actives n'était pas possible.

Maintenant les neurologistes cognitifs au laboratoire de Biopsychology ont construit une installation expérimentale qui leur permet d'effectuer des inspections de fMRI sur les pigeons éveillés et de vérifier ainsi également des processus cognitifs pour la première fois. Ils publiés leurs résultats en ligne dans le tourillon « transmissions de nature » le 18 septembre 2020.

Ouverture et fermeture le bec

Dans l'installation expérimentale neuve, les animaux peuvent être présentés avec les tâches sur lesquelles ils travaillent activement. Pendant ce temps, des enregistrements de fMRI sont continuement effectués de sorte que l'activité des endroits de cerveau qui sont en activité pendant le traitement de tâche soit enregistrée. Contrairement aux inspections de fMRI chez l'homme, dans lesquels les participants peuvent répondre aux tâches en appuyant sur des boutons, les pigeons répondent en ouvrant et en fermant leur bec, qui est enregistré par un détecteur en dessous du bec.

Les chercheurs ont vérifié la qualité des images gagnées de fMRI dans une étude de test. Les pigeons ont dû apprendre à différencier entre deux couleurs. Les animaux ont appris à réagir à l'apparence de la couleur correcte en ouvrant leur bec et ont reçu une récompense pour des réponses correctes. « Cette étude était juste un essai pour montrer si l'échographie dans les oiseaux de comportement éveillés fonctionne comme nous avions prévu, » explique Mehdi Behroozi, le premier auteur de l'étude.

La voie est ouverte pour des investigations plus complexes

« Les caractéristiques de fMRI de l'étude de test ont prouvé que même avec cette tâche simple de discrimination, un réseau entier des endroits dans le cerveau du pigeon est en activité, qui ne pourrait pas encore être représenté en sa totalité, » disent Onur Güntürkün, professeur de Biopsychology au FROTTEMENT au sujet des résultats de l'étude de test. « Maintenant la voie est ouverte pour des investigations avec des tâches cognitives plus complexes. Particulièrement à un moment où nous sommes stupéfaits de découvrir de plus en plus à quel point les oiseaux intelligents sont, cette découverte aidera à recenser la base du cerveau de ces capacités, » ajoute Güntürkün.

Au sujet de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle

En tomographie de résonance magnétique fonctionnelle, des images de part du cerveau sont produites utilisant un aimant intense. Elles montrent qu'à quel point différentes parties du cerveau sont fournies avec l'oxygène. Les régions de cerveau qui sont très en activité ont une saturation plus à faible teneur en oxygène que des endroits moins actifs. Par conséquent on peut par exemple voir quelles régions du cerveau sont en particulier contestées en résolvant une tâche.

Source:
Journal reference:

Behroozi, M., et al. (2020) Event-related functional MRI of awake behaving pigeons at 7T. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-18437-1.