Comment le cerveau apprend
Le cerveau antérieur basal (un groupe de structures près de la partie basse-avant du cerveau) est apparemment essentiel aux fonctions cognitives telles que l'attention et l'apprentissage. Les scientifiques ne comprennent toutefois pas encore totalement comment ces tâches sont réalisées. C'est en grande partie dû aux problèmes liés à l'identification des signaux provenant de chaque type de cellule différent dans cette région du cerveau. Pour résoudre ce problème, l'initiative NBATTENTION (The role of the basal forebrain in attention and learning), financée par l'UE, a développé une manière d'identifier et d'enregistrer les signaux des différents neurones dans le cerveau antérieur basal. Ils ont adapté des techniques de pointe pour étudier quels neurones les souris utilisent lorsqu'elles reçoivent des tâches cognitives. Les neurones jouent des rôles différents rôles en libérant différents types de messager chimique appelés neurotransmetteurs. Ceux-ci peuvent exciter (stimuler) le cerveau, inhiber (calmer ou atténuer) le cerveau, ou moduler la façon dont les autres structures du cerveau traitent l'information. NBATTENTION a utilisé une technique d'activation à la lumière révolutionnaire appelée le balisage optogénétique pour manipuler et enregistrer des signaux de neurones individuels dans le cerveau antérieur basal de souris se comportant normalement. En particulier, ils ont enregistré comment différents neurones réagissaient lorsque des souris recevaient des tâches nécessitant de l'attention et de l'apprentissage. Ils ont constaté que les neurones modulateurs se déclenchaient rapidement en réponse à la récompense et à la punition, surtout lorsque les deux déclencheurs n'étaient pas prévus. Comme les réponses étaient liées au degré d'imprévisibilité, ces neurones peuvent être responsables de l'apprentissage par renforcement basé sur la surprise. Il s'agit d'un important mécanisme de survie qui permet à un sujet de répéter ou d'éviter un comportement basé sur une expérience antérieure, imprévisible. En revanche, les neurones inhibiteurs réagissaient à des stimuli prédictifs de récompense et de punition à une cadence de déclenchement plus soutenue. Ces résultats suggèrent que les neurones modulatoires du cerveau antérieur basal contrôlent l'apprentissage en activant rapidement le cortex après un retour comportemental. Ils ne soutiennent toutefois pas l'idée que le système nerveux modulateur est impliqué dans des comportements nécessitant une attention soutenue, comme le fait de rester concentré et vigilant. Comme les neurones modulateurs du cerveau antérieur basal sont impliqués dans les maladies cognitives comme Alzheimer et Parkinson, les résultats de NBATTENTION pourraient considérablement améliorer leur diagnostic et leur traitement.
Mots‑clés
Attention soutenue, apprentissage, neurones, cerveau antérieur basal, NBATTENTION, maladies cognitives
