Comment le cerveau interprète le mouvement en mouvement


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  • Imaginez que vous êtes assis dans un train. Vous regardez par la fenêtre et voyez un autre train sur une voie adjacente qui semble bouger. Mais, votre train s’est-il arrêté pendant que l’autre train est en mouvement, ou est-ce que vous vous déplacez pendant que l’autre train est à l’arrêt ?

    La même expérience sensorielle – voir un train – peut produire deux perceptions très différentes, vous amenant à ressentir soit une sensation de vous-même en mouvement, soit une sensation d’être immobile pendant qu’un objet se déplace autour de vous.

    Les cerveaux humains sont constamment confrontés à de telles entrées sensorielles ambiguës. Afin de résoudre l’ambiguïté et de percevoir correctement le monde, notre cerveau utilise un processus connu sous le nom d’inférence causale.

    L’inférence causale est la clé de l’apprentissage, du raisonnement et de la prise de décision, mais les chercheurs en savent actuellement peu sur les neurones impliqués dans le processus.

    Dans un nouvel article publié dans la revue eViedes chercheurs de l’Université de Rochester, dont Greg DeAngelis, le professeur George Eastman de sciences cérébrales et cognitives, et ses collègues de l’Université Sungkyunkwan et de l’Université de New York, décrivent un nouveau mécanisme neuronal impliqué dans l’inférence causale qui aide le cerveau à détecter le mouvement d’un objet pendant auto-mouvement.

    La recherche offre de nouvelles perspectives sur la façon dont le cerveau interprète les informations sensorielles et peut avoir des applications dans la conception de dispositifs d’intelligence artificielle et le développement de traitements et de thérapies pour traiter les troubles cérébraux.

    « Bien que l’on ait beaucoup appris auparavant sur la façon dont le cerveau traite le mouvement visuel, la plupart des études de laboratoire sur les neurones ont ignoré les complexités introduites par l’auto-mouvement », explique DeAngelis. « Dans des conditions naturelles, identifier comment les objets se déplacent dans le monde est beaucoup plus difficile pour le cerveau. »

    Imaginez maintenant un lion immobile et accroupi attendant de repérer une proie; il est facile pour le lion de repérer une gazelle en mouvement. Tout comme le lion immobile, lorsqu’un observateur est immobile, il lui est facile de détecter le mouvement des objets dans le monde, car le mouvement dans le monde correspond directement au mouvement sur la rétine. Cependant, lorsque l’observateur se déplace également, ses yeux se déplacent partout sur sa rétine lorsqu’il se déplace par rapport aux objets de la scène. Cela provoque un schéma de mouvement complexe qui rend plus difficile pour le cerveau de détecter quand un objet se déplace dans le monde et quand il est immobile ; dans ce cas, le cerveau doit faire la distinction entre le mouvement d’image qui résulte de l’observateur lui-même et le mouvement d’image d’autres objets autour de soi.

    Les chercheurs ont découvert un type de neurone dans le cerveau qui possède une combinaison particulière de propriétés de réponse, ce qui rend le neurone bien adapté pour contribuer à la tâche de distinction entre l’auto-mouvement et le mouvement d’autres objets.

    « Bien que le cerveau utilise probablement plusieurs astuces pour résoudre ce problème, ce nouveau mécanisme a l’avantage de pouvoir être exécuté en parallèle dans chaque région locale du champ visuel, et peut donc être plus rapide à mettre en œuvre que des processus plus globaux », explique DeAngelis. . « Ce mécanisme pourrait également s’appliquer aux véhicules autonomes, qui doivent également détecter rapidement les objets en mouvement. »

    La recherche peut en outre avoir des applications importantes dans le développement de traitements et de thérapies pour les troubles neuraux tels que l’autisme et la schizophrénie, des conditions dans lesquelles on pense que l’inférence fortuite est altérée.

    « Bien que le projet soit une science fondamentale axée sur la compréhension des mécanismes fondamentaux de l’inférence causale, ces connaissances devraient éventuellement être applicables au traitement de ces troubles », déclare DeAngelis.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université de Rochester. Original écrit par Lindsey Valich. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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