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Posté par Isabelle le Mercredi 09/11/2016 à 12:00
Identification d'une région du cerveau nécessaire à l'apprentissage de la hiérarchie sociale
L'équipe de Jean-Claude Dreher à l'Institut des sciences cognitives de Lyon, en collaboration avec une équipe de l'Université de Zurich, montre un rôle causal du cortex antérieur médial préfrontal dans l'apprentissage du statut social. Ces travaux sont publiés dans la revue Current Biology.


Figure: La réponse du cortex préfrontal rostromédial (rmPFC) représente les relations de dominance sociale qui sont apprises à partir d'interactions compétitives entre individus, tandis que le cortex ventromédial (vmPFC) et le striatum ventral encodent respectivement les victoires sociales et les défaites. La stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui est transmis...) électrique du rmPFC module l'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs culturelles, par l'observation, l'imitation, l'essai, la...) et la mise à jour (Une mise à jour, souvent abrégé en MAJ ou MàJ, est l'action qui consiste à mettre « à jour », ou bien « à niveau », un outil...) des représentations de dominance sociale.
© Jean-Claude Dreher
L'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement...), comme d'autres primates (Les primates (du latin primas, atis signifiant « celui qui occupe la première place ») constituent un ordre au sein des mammifères placentaires. Ce clade regroupe les singes - dont l'homme - ainsi que quelques...), a la capacité de représenter son statut social au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des...) d'une hiérarchie qui s'est établie dans un groupe. Ce type de hiérarchie émerge spontanément lors de la compétition entre individus pour l'accès à différentes ressources (partenaires sexuels ou nourriture chez l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On réserve aujourd'hui le...) par exemple). L'apprentissage de la relation de dominance entre deux individus peut être considéré établi lorsqu'un individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).) évite les désagréments de défaites répétées face à un autre individu, devenu dominant. Les régions du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité volontaire, et constitue le...) engagées lors de l'apprentissage d'une telle hiérarchie sociale restaient à identifier. De plus, il était nécessaire d'établir si certaines régions cérébrales sont causalement impliquées dans l'apprentissage de ces hiérarchies.

Comment étudier l'apprentissage d'une hiérarchie sociale chez l'homme ? Les chercheurs ont examiné les réseaux cérébraux engagés lors de la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) d'apprentissage de la relation de dominance qui s'établit entre deux individus interagissant dans un jeu compétitif. Ils ont réalisé deux expériences complémentaires. Dans la première, utilisant l'IRM fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui...) (IRMf), ils ont demandé à un individu placé dans un scanner (Un scanneur, ou numériseur à balayage est l'équivalent du terme anglais scanner, qui vient du verbe anglais to scan, signifiant « balayer » dans le sens de...) de jouer contre trois autres individus (un seul à la fois). Sans le savoir, les chances de victoires et de défaites dans ce jeu compétitif étaient manipulées à l'insu du sujet, de telle sorte qu'il gagnait la plupart du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) contre un partenaire A (dominé), avait une chance sur deux de perdre ou gagner contre un individu B et avait une forte chance de perdre contre l'individu C (dominant). Les résultats ont montré qu'une région cérébrale nommée cortex antérieur médial préfrontal, suivait la dynamique d'apprentissage et mettait à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) en temps réel le statut des opposants dans le jeu, alors que d'autres régions répondaient plus spécifiquement lors des victoires ou de des défaites.

Dans une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une...) expérience, les chercheurs ont utilisé une autre technique, nommée stimulation transcrânienne en courant direct (tDCS), appliquée sur la région cérébrale trouvée auparavant en IRMf dont l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) suivait la dynamique d'apprentissage. Cette technique permettait d'augmenter transitoirement l'excitabilité neurale pendant que les sujets devaient choisir d'entrer en compétition avec l'une de deux personnes dont le rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du sous-espace vectoriel engendré par cette famille. Le...) social dans le jeu était appris peu à peu. Encore une fois, à leurs insu, les chances de gagner contre les opposants dans le jeu étaient manipulées (1/3, 1/2, 2/3). La stimulation avait pour effet de modifier la balance entre les poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de...) d'apprentissage des victoires et des défaites lors de l'apprentissage des relations de dominance. Ces effets étaient spécifiques des situations de jeu compétitif dans lesquelles les personnes apprenaient la dominance, mais pas des situations témoins ayant une motivation (La motivation est, dans un organisme vivant, la composante ou le processus qui règle son engagement dans une action ou expérience. Elle en détermine le déclenchement...) monétaire.

Ces résultats démontrent un rôle causal (et non pas simplement suffisant) du cortex antérieur médial préfrontal dans l'apprentissage de la hiérarchie dans des situations d'interactions compétitives, un mécanisme crucial qui gouverne (Une gouverne est une surface mobile agissant dans l'air ou dans l'eau servant à piloter un mobile selon un de ses trois axes :) l'émergence et le maintien des relations de dominance chez l'homme. Au niveau clinique, cette étude pointe sur des mécanismes cérébraux sous-tendant la vulnérabilité (En gestion des risques, la vulnérabilité d'une organisation ou d'une zone géographique est le point faible de cette organisation pouvant être défini par :) à développer des troubles neuropsychiatriques tels que la dépression ou l'anxiété (L'anxiété est pour la psychiatrie phénoménologique biologique et comportementale, un état d'alerte, de tension psychologique et somatique, en rapport avec un sentiment désagréable...), qui pourraient résulter de l'influence répétés d'échecs au niveau social, engendrant des processus d'évitements sociaux maladaptatifs et une inhibition comportementale. Au niveau sociétal, ces résultats ont des implications importantes car ils indiquent que l'apprentissage de la hiérarchie sociale, un mécanisme fondamental pour la plupart des organisations sociales, pourrait être modifié par la stimulation transcrânienne non invasive.

Publication:
Dynamical representation of dominance relationships in the human medial prefrontal cortex.
Romain Ligneul, Ignacio Obeso, Christian C. Ruff, Jean-Claude Dreher
Current Biology. October 27, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.09.015

Contact chercheur:

Jean-Claude Dreher

Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des Sciences Cognitives Marc Jeannerod,
CNRS UMR 5229-Université Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.)
67 Bd Pinel 69675 Bron

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Source: CNRS-INSB