Observation directe du pattern répétitif de récompense dans le cerveau

Dans une première scientifique, les chercheurs ont observé chez la souris comment le cerveau apprend à répéter des modèles d’activité neurale qui provoquent la sensation de bien-être et de récompense. Jusqu’à aujourd’hui, les mécanismes cérébraux qui guident ce type d’apprentissage n’avaient pas été mesurés directement.


Dans une première scientifique, les chercheurs ont observé chez la souris comment le cerveau apprend à répéter des modèles d'activité neurale qui provoquent la sensation de bien-être et de récompense. Jusqu'à aujourd'hui, les mécanismes cérébraux qui guident ce type d'apprentissage n'avaient pas été mesurés directement.

Cette recherche offre des idées importantes sur la façon dont l’activité cérébrale est façonnée et raffinée à mesure que les animaux apprennent à répéter des comportements qui évoquent un sentiment de plaisir. Les résultats soulignent également de nouvelles stratégies pour cibler les troubles caractérisés par des comportements répétitifs anormaux tels que la dépendance et le trouble obsessionnel compulsif.

Le pattern cérébral de la récompense

L’étude, menée par des chercheurs de l’Institut Zuckerman de l’Université Columbia, du Champalimaud Centre for the Unknown et de l’Université de Californie à Berkeley, a été publiée aujourd’hui dans Science.1 Ce n’est pas un secret que nous prenons plaisir à faire des choses que nous aimons comme jouer à notre jeu vidéo préféré selon Rui Costa, DVM, PhD, auteur principal du papier de l’Institut Zuckerman de Columbia. Ces résultats révèlent que le cerveau apprend les modèles d’activité qui conduisent à des sensations de bien-être et se remodèle pour reproduire plus efficacement ces modèles.

Cette découverte peut aider à expliquer comment nous apprenons par la répétition et elle peut également informer sur des troubles tels que la dépendance et le TOC dans lequel la boucle de rétroaction qui relie une action à une récompense est détraquée selon ce chercheur. Normalement, quand on fait quelque chose qui nous plait, alors cela déclenche une activité des neurones qui va libérer une substance appelée dopamine. Cette libération provoque cette sensation de bien-être en évoquant le désir de répéter une action encore et encore. Un excellent exemple est les jeux vidéo.

Quand vous déplacez la manette exactement de la bonne façon pour gagner un score élevé, alors votre cerveau se souvient comment il a exécuté cette action, quels neurones sont activés et dans quel modèle, afin que votre cerveau puisse recréer le même mouvement la prochaine fois selon le Dr Costa, qui est professeur de neurosciences et de neurologie au Centre médical Irving de l’Université Columbia. Après des tentatives répétées, votre cerveau s’améliore pour recréer ce modèle d’activité neuronale et vous devenez plus performant dans le jeu.

Une observation directe de la répétition du pattern de récompense chez la souris

Pour l’équipe, cette constatation soulève la question suivante : Le cerveau pourrait-il être entraîné pour qu’il apprenne le bon pattern d’activité neuronale qui est normalement impliqué dans l’expérience du plaisir et répéter ce pattern à volonté pour déclencher une libération de dopamine ?

Dans une série d’expériences sur des souris, les chercheurs ont développé un programme informatique qui reliait l’activité neuronale dans le cerveau des animaux à des notes de musique de sorte que lorsqu’un groupe de neurones s’activait, une note musicale correspondante se déclenchait. Différents modèles d’activité neurale ont donné différentes combinaisons de notes. Et quand les modèles d’activité neurale ont déclenché la bonne disposition des notes de musique (arbitrairement déterminées par un ordinateur), les scientifiques ont libéré manuellement la dopamine dans le cerveau des animaux.

Les souris ont rapidement appris l’arrangement musical qui, lorsqu’il était déclenché, provoquait une libération de dopamine et une sensation de bien-être. Leurs cerveaux ont alors commencé à se remodéliser pour déclencher plus fréquemment cette musique en déclenchant ainsi le boost de plaisir de la dopamine. En substance, les souris ont appris à répéter le même schéma d’activité cérébrale qui avait été évoquée précédemment en écoutant ces notes de musique selon Vivek Athalye, candidat au doctorat à Champalimaud et co-premier auteur du papier.

Les chercheurs ont noté que ces résultats sont un exemple frappant de la loi de Thorndike, un principe de psychologie de longue date indiquant que les actions qui mènent à un renforcement positif sont répétées plus fréquemment.2 Cependant, ces résultats représentent la première observation directe de ce principe dans le cerveau. À certains égards, ces résultats ne sont pas surprenants selon le Dr Costa. Il est logique que le cerveau mime le sentiment de récompense d’une expérience agréable en produisant le modèle d’activité neurale correspondant, mais on ne l’avait jamais testé. Cette recherche a également des implications importantes pour la dépendance et le trouble obsessionnel compulsif.

Si les schémas neuronaux de l’activité cérébrale sont en surmultiplication, comme c’est souvent le cas pour les personnes ayant une dépendance ou un trouble obsessionnel compulsif, alors pourrions-nous créer un programme informatique qui pourrait aider ces cerveaux à diminuer cette activité ? Ce sont désormais les nouvelles voies qui sont explorées par ces chercheurs.

Sources

1.
Evidence for a neural law of effect. Science. 10.1126/science.aao6058″ target=”_blank” rel=”noopener noreferrer”>http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aao6058. Published March 1, 2018. Accessed March 1, 2018.
2.
  Saul McLeod   . Edward Thorndike. simplypsychology. https://www.simplypsychology.org/edward-thorndike.html. Published March 1, 2018. Accessed March 1, 2018.
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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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