Neurones miroirs : Les cerveaux des singes se synchronisent pour une tâche motrice

Une étude suggère que les neurones miroirs pourraient jouer un rôle même dans les fonctions simples du cortex moteur comme des mouvements corporels. Une expérience a observé des neurones miroirs chez des singes effectuant une tâche motrice, mais ce processus est également affecté par la hiérarchie sociale.


Une étude suggère que les neurones miroirs pourraient jouer un rôle même dans les fonctions simples du cortex moteur comme des mouvements corporels. Une expérience a observé des neurones miroirs chez des singes effectuant une tâche motrice, mais ce processus est également affecté par la hiérarchie sociale.
Crédit : Shawn Rocco/Duke Health

Même si leur objectif et leur fonction sont encore largement inconnus, certains neuroscientifiques pensent que les neurones miroirs dans le cerveau jouent un rôle central dans la manière dont les humains se relient les uns aux autres. Les carences dans les neurones miroirs pourraient également jouer un rôle dans l’autisme et d’autres troubles affectant les compétences sociales.

Les neurones miroirs

Les scientifiques ont déjà montré que quand un animal regarde un autre effectuer une tâche motrice, comme chercher de la nourriture, les neurones miroirs dans le cortex moteur du cerveau de l’observateur commencent à s’activer comme si l’observateur recherchait aussi de la nourriture.

La recherche de New Duke dans la revue Scientific Reports suggère que la mise en miroir chez le singe est également influencée par des facteurs sociaux tels que la proximité d’autres animaux, la hiérarchie sociale et la compétition pour la nourriture.1 L’équipe de Duke a découvert que lorsque des paires de singes interagissaient lors d’une tâche sociale, les cerveaux des deux animaux présentaient des épisodes de synchronisation élevée dans lesquels les ensembles de neurones dans le cortex moteur de chaque animal tendaient à s’activer en même temps. Ce phénomène est connu sous le nom de synchronisation corticale intercérébrale.

Les neurones miroirs dans les mouvements corporels

Nous croyons que notre étude a le potentiel d’ouvrir un nouveau champ d’investigation dans la neuroscience moderne en démontrant que même les fonctions les plus simples du cortex moteur, comme la création de mouvements corporels, sont fortement influencées par le type de relations sociales entre les animaux selon l’auteur principal Miguel Nicolelis, MD, Ph.D. Auparavant, les neuroscientifiques avaient limité leurs études à l’enregistrement de l’activité cérébrale chez un animal à la fois. La spécificité de cette recherche selon Nicolelis est que l’équipe de Duke a créé un système sans fil multicanal pour enregistrer l’activité électrique de centaines de neurones dans les cortex moteurs de 2 singes simultanément alors qu’ils interagissaient dans le même espace.

Une activité cérébrale synchronisée

Au cours d’une tâche, un singe, appelé le passager, s’est assis dans un fauteuil roulant électronique programmé pour atteindre une récompense (un raisin frais) à travers la pièce. Un deuxième singe, l’observateur, était également dans la pièce, observant la trajectoire du premier singe vers la récompense. L’activité électrique dans le cortex moteur du cerveau de chaque singe a été enregistrée simultanément. Une analyse a montré que lorsque le passager voyageait à travers la pièce sous le regard attentif de l’observateur, des groupes de neurones dans leurs cortex moteurs présentaient des épisodes de synchronisation.

Les chercheurs ont découvert que ces épisodes de synchronisation corticale interbande (SCI) pouvaient prédire l’emplacement du fauteuil roulant du passager dans la pièce ainsi que sa vitesse. L’activité cérébrale pouvait également prédire à quel point les animaux étaient proches les uns des autres ainsi que la proximité du passager à la récompense. La conclusion la plus convaincante selon les chercheurs, était que le SCI pouvait prédire un autre paramètre social essentiel qui est la hiérarchie des singes dans la colonie.

Un processus influencé par la hiérarchie sociale

Pendant les tâches où le singe le plus dominant de la colonie se déplaçait vers la récompense sous l’observation d’un animal de rang inférieur, l’ampleur du SCI augmentait régulièrement à mesure que le passager s’approchait de l’observateur. La synchronisation a culminé lorsque les animaux étaient à environ 7 centimètres l’un de l’autre, une distance suffisante pour pouvoir étirer un bras pour toiletter ou attaquer l’autre.

Mais quand un singe de rang inférieur était le passager et que le singe dominant observait, le SCI n’a pas augmenté quand les singes se sont rapprochés en suggérant que le rang social joue un rôle dans la synchronisation du cerveau.

Les chercheurs estiment que des épisodes de CSI ont été générés par l’activation simultanée de neurones miroirs dans les cerveaux du passager et de l’observateur. Ils proposent que les corrélations, similaires entre la synchronisation du cerveau et l’interaction sociale, pourrait se produire aussi au cours des interactions sociales humaines.

Les résultats pourraient conduire à de nouveaux diagnostic ou traitements pour des conditions où la mise en miroir neuronale pourrait ne pas suivre les modèles typiques comme cela a été suggéré dans l’autisme. La mesure du SCI chez l’homme pourrait également révéler comment les groupes fonctionnent correctement et même quels types d’entraînement améliorent leur synchronie cérébrale et leur travail d’équipe.

En utilisant une version non invasive de cette approche, nous pourrions être en mesure de quantifier si les athlètes professionnels, les musiciens ou les danseurs travaillent ensemble ou si un public est engagé dans ce qu’il voit, écoute ou imagine selon Nicolelis. Cela pourrait être utile pour toute tâche sociale qui nécessite la synchronisation de nombreux individus pour améliorer la cohésion sociale.

Sources

1.
Scientific Reports. Scientific Reports. 10.1038/s41598-018-22679-x » target= »_blank » rel= »noopener noreferrer »>http://dx.doi.org/10.1038/s41598-018-22679-x. Published March 28, 2018. Accessed March 28, 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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