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Posté par Michel le Jeudi 23/04/2009 à 00:00
L’hippocampe et la perception de l’incertitude
L'hippocampe, une zone du cerveau essentielle à la mémoire et à l'apprentissage, code le degré d'incertitude lié à l'obtention ou non d'une récompense. Ce rôle primordial vient d'être mis en évidence par Giovanna Vanni-Mercier et ses collègues du Centre de neuroscience cognitive (CNRS / Université Lyon 1), en collaboration avec l'équipe médicale d'épileptologie de l'Hôpital Neurologique de Lyon. Publiés le 22 avril 2009 dans le Journal of Neuroscience, ces travaux apportent un éclairage nouveau sur la manière dont notre cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de...) extrait et traite les relations observées dans notre environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...).

Présent chez tous les êtres vivants, le circuit dit de la récompense est un circuit nerveux qui "récompense" par une sensation de plaisir et de satisfaction l'exécution des fonctions essentielles à la survie (alimentation, reproduction, réponse aux agressions). Chez les mammifères et particulièrement les primates (Les primates (du latin primas, atis signifiant « celui qui occupe la première place ») constituent un ordre au sein des mammifères placentaires. Ce clade...), il favorise non seulement les comportements associés aux besoins fondamentaux, mais également des comportements plus complexes comme 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...) et la 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 dans une certaine direction...). Il permet à la fois de détecter les stimuli associés à une récompense et de prédire leur occurrence sur la base de l'expérience passée. Des facultés qui facilitent la prise de décisions. Ce système de récompense est composé de neurones à dopamine situés dans les régions profondes du cerveau et de leurs connexions avec d'autres aires (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) cérébrales.

Le rôle de l'hippocampe dans la mémorisation et l'apprentissage est connu depuis longtemps. Mais jamais son implication dans le traitement des propriétés statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle comprend la collecte, l'analyse, l'interprétation de données ainsi que la...) de la récompense n'avait jusqu'à présent été étudiée. Pour cela, les chercheurs ont enregistré chez des patients épileptiques l'activité de leur hippocampe sain (1) tandis qu'ils apprenaient à estimer les probabilités de gains de différentes machines à sous virtuelles. Résultat, lorsque le troisième rouleau de la machine à sous s'est arrêté, révélant si l'essai avait été gagnant ou pas, l'hippocampe a émis un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes...) transitoire dont l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) variait avec la probabilité d'obtention de la récompense monétaire. Le signal a une amplitude maximale lorsque l'incertitude d'obtenir une récompense avait elle aussi été maximale. C'est en quelque sorte un signal d'alerte qui permet au sujet d'augmenter sa vigilance (Son attention prend un aspect d'intensité pour solliciter l'ensemble de ses capacités de perception et les concentrer sur le déroulement de la tâche.) et son attention.

L'hippocampe code donc par un signal transitoire, et a posteriori, la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) du lien entre le stimulus (ici, la machine à sous) et l'événement qui lui est associé (ici, le gain). Elle se différencie des neurones dopaminergiques qui codent l'incertitude de cette association par un signal soutenu émis pendant l'attente de la récompense. A quoi peut bien servir ce signal ? Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord, il peut jouer un rôle complémentaire à celui des neurones dopaminergiques dans l'apprentissage associatif qui permet de relier un stimulus à un événement qui lui est associé (conséquence). Le signal d'incertitude émis par les neurones dopaminergiques faciliterait la motivation et l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.), tandis que celui de l'hippocampe pourrait diriger l'attention vers la conséquence de l'événement annoncé. Ce dernier permettrait ainsi, dans un processus de feed-back, la mise 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...) de la force du lien entre stimulus et conséquence et dans un second temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), l'adoption d'un comportement approprié à la situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il...). Par ailleurs, ce codage (De façon générale un codage permet de passer d'une représentation des données vers une autre.) peut être impliqué dans d'autres fonctions connues de l'hippocampe mais dont on ignorait le mécanisme, comme, par exemple, la classification des probabilités ou le raisonnement transitif (schématiquement, cela revient à déduire que si A>B, B>C, et C>D, alors B>D).

Ces travaux soulignent le rôle fondamental de l'hippocampe dans la prise de décision rationnelle dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu...) d'incertitude. Ils apportent des éléments nouveaux pour mieux comprendre comment le cerveau extrait et traite les informations et interrelations observées dans de l'environnement.


Note:

(1) Ces patients sont implantés avec des électrodes afin de définir les sites épileptogènes, en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de leur traitement, ce qui a permis, avec leur accord, d'effectuer ces enregistrements avec une grande précision. Au préalable, les chercheurs ont vérifié que leur hippocampe fonctionnait normalement.


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Source: CNRS
 
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