Identification des circuits cérébraux contrôlant l'apprentissage des habitudes
Des scientifiques financés par l'UE ont identifié deux circuits cérébraux impliqués dans l'apprentissage des habitudes, telles que trouver son chemin pour aller au travail et en revenir. Ces nouveaux résultats, publiés dans la revue Neuron, ont des implications pour l'étude de la maladie de Parkinson, de la toxicomanie et de nombreux problèmes psychiatriques. Cette découverte s'inscrit dans le cadre du projet SELECT-AND-ACT («The role of striatum in selection of behaviour and motor learning: neuronal code, microcircuits and modelling»), financé à hauteur de 2,5 millions d'euros au titre du thème Santé du septième programme-cadre (7e PC). Les habitudes quotidiennes se forment par le processus simple de répétition et d'exploration par le biais d'essais et d'erreurs. Nous effectuons des activités routinières sans même y penser ou nous en rendre compte. Par exemple, on peut rentrer chez soi à partir de la gare où s'arrête notre train tout en pensant à quelque chose de totalement différent. Les scientifiques explorent depuis longtemps cette capacité à apprendre une action routinière suffisamment bien pour ne plus y penser. Dans cette étude, les chercheurs se sont penchés sur les ganglions de la base, un groupe remarquable de neurones dans le cerveau des mammifères impliqués dans diverses fonctions allant des mouvements aux émotions et à la pensée. Des études antérieures ont montré que la plus grande structure dans les noyaux gris centraux, le striatum, pourrait se révéler importante dans l'apprentissage basé sur les récompenses. Une partie du striatum contrôle le mouvement et est relié au cortex sensorimoteur, lequel est impliqué dans la planification et l'exécution de fonctions volontaires. Un autre circuit dans le striatum contrôle le comportement flexible et est connecté au «cortex d'association», qui traite et intègre les informations sensorielles. Jusqu'à présent, nous ne disposons pas de beaucoup d'informations concernant la façon dont ces deux circuits distincts contribuent à l'apprentissage de nouveaux comportements. Dans cette étude, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis ont enregistré l'activité de deux circuits striataux chez des rats apprenant à trouver leur chemin vers une cachette parsemée de vermicelles en chocolat dans un labyrinthe. Pour se rendre vers cette cachette, les rats ont dû tenter de comprendre le sens des sons et des signaux du toucher qui leur sont envoyés à l'intersection du labyrinthe. Ils ont tenté de les comprendre jusqu'à ce que cela devienne une habitude. Au fur et à mesure que les performances des rats s'amélioraient, les circuits montraient des schémas d'activité distincts qui évoluaient pendant le processus d'apprentissage. L'un d'eux est devenu très actif lorsque les rats devaient procéder à des actions spécifiques (par exemple démarrer, s'arrêter ou tourner) et devenaient plus forts à mesure qu'ils apprenaient cette activité routinière. L'autre est devenu très actif lorsque les rats décidaient de quel côté tourner, mais dès que le rat tournait, le signal devenait plus faible. «Nous pensons que les deux circuits des ganglions de la base fonctionnent en parallèle», déclarait Catherine Thorn du MIT, auteur principal de l'étude. «Nous sommes témoins de ce que l'on peut comparer à une certaine compétition entre les deux circuits, jusqu'à ce que le comportement d'apprentissage devienne une habitude.» «Ces circuits cérébraux sont affectés dans le cas de la maladie de Parkinson, de la toxicomanie et de nombreux troubles psychiatriques», expliquait Ann Graybiel du MIT. «Si nous parvenons à déterminer comment biaiser cette compétition dans une direction ou l'autre, nous pourrions contribuer à perfectionner les traitements existants et peut-être à en développer de nouveaux.»
Pays
États-Unis