Une étude révèle que l'apprentissage influence le processus décisionnel
Des chercheurs au Royaume-Uni viennent de découvrir les mécanismes neuronaux à l'origine du rôle de l'apprentissage dans le processus décisionnel. Ils ont eu recours à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et sont parvenus à identifier les régions cérébrales impliquées dans les changements subordonnés à l'apprentissage dans les processus décisionnels. Cette étude a été publiée dans la revue Neuron. Nos actions quotidiennes, qui nous permettent par exemple de reconnaître un visage dans la foule, reposent sur des décisions prises par le cerveau dans un environnement en perpétuel changement. Le choix de l'action appropriée est un processus complexe, car le cerveau doit traiter une information souvent empreinte d'incertitude. Les études théoriques ont démontré que l'apprentissage permettait aux primates de prendre des décisions; cependant, les mécanismes qui connectent l'apprentissage à la prise de décision flexible ne sont pas encore totalement compris. Dans cette étude, des chercheurs de l'université de Birmingham (Royaume-Uni) ont demandé à huit sujets de séparer les modèles «Glass» (points blancs sur fond noir) en l'une des deux catégories suivantes: rayonnants ou concentriques. Toutefois, à mesure que les angles des points changeaient, il leur fallait réfléchir davantage pour déterminer la différence entre les deux catégories. Dans la première des deux expériences, on a demandé aux sujets d'utiliser différents critères de décision dans deux sessions distinctes. Autrement dit, les modèles appartenant à la même catégorie d'après un ensemble de règles pouvaient être classés dans une autre catégorie en fonction d'autres critères. Dans la deuxième expérience, les performances des sujets témoins étaient mesurées avant et après leur formation. Dans les deux expériences, les chercheurs ont réussi à changer la manière dont les sujets classaient les modèles grâce à la formation. Grâce à l'IRMf, ils ont pu observer les régions cérébrales impliquées dans ces activités. «Nous avons découvert que les anciennes expériences conditionnent le cerveau, et nous permettent de classer les choses que l'on observe et de réagir de manière appropriée dans n'importe quel contexte», explique le Dr Zoe Kourtzi, chercheur principal. «Nous avons démontré que le processus d'apprentissage ne se limitait pas à simplement à apprendre à connaître la structure du monde physique; si l'on observe quelque chose, on ne se contente pas de jouer à la 'bataille' et d'essayer de reconnecter les images entre elles. En fait, certaines régions de notre cerveau sont entraînées à apprendre les règles qui déterminent la manière dont nous interprétons les informations sensorielles», explique-t-elle. Les chercheurs ont observé l'activité dans les circuits frontaux du cerveau (les régions du cortex prémoteur ventral et prémoteur). Ils s'attendaient à ce que ces régions soient actives car c'est aussi là que se déroulent les processus décisionnels. L'activité dans ces régions reflète les choix des sujets dans les tests ainsi que les changements subordonnés à l'apprentissage dans le processus décisionnel de catégorisation. Cependant, les chercheurs ont été particulièrement surpris de constater ces changements dans les régions occipito-temporales, qui sont le siège de la représentation des formes visuelles. «Cet exemple d'apprentissage flexible nous permet de tester les modifications cérébrales liées à la perception plutôt qu'à la similarité physique entre les modèles visuels», explique le Dr Kourtzi. «L'imagerie cérébrale et les techniques mathématiques nous permettent d'extraire des informations sensibles sur la signalisation cérébrale qui reflètent les choix des participants.» Selon le Dr Janet Allen, directrice de la recherche au Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques (BBSRC), «nous devons comprendre le fonctionnement d'un cerveau sain avant de pouvoir comprendre celui du cerveau d'une personne malade. Ces travaux montrent également que le cerveau humain complexe a développé un mécanisme incroyablement efficace pour prendre des décisions éclairées qui mèneront à des actions quotidiennes sensées; ce qui représente un avantage évolutionnaire considérable.» «Nous avons montré qu'il n'est pas possible d'améliorer notre capacité à retrouver une personne dans la foule, par exemple. Nos résultats indiquent que les expériences antérieures conditionnent les circuits cérébraux pour leur permettre de reconnaître les catégories perçues plutôt que la similarité physique entre des modèles visuels», explique le Dr Koutzi. «Nos découvertes suggèrent que les informations acquises sur la catégorisation sont en fait retenues dans les circuits cérébraux des régions postérieures du cerveau. De là, elles sont entretenues grâce aux circuits des régions frontales qui traduisent ces informations en décisions flexibles et en actions appropriées en fonction des exigences et du contexte de la tâche.»
Pays
Royaume-Uni