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Understanding and Boosting Motivation using Brain Stimulation

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La stimulation cérébrale aiderait à améliorer la motivation

Le manque de motivation, qui nous empêche d’atteindre nos objectifs, peut également être le symptôme de certaines maladies mentales. Le projet BOOMSTIM a combiné des mesures portant sur la pupille avec une stimulation cérébrale ciblée, afin de mettre au point des techniques qui améliorent la motivation.

Santé

La motivation est influencée par les récompenses attendues suite à des actions et par l’effort demandé. Les chercheurs sont déjà familiers des mécanismes cérébraux relatifs au traitement de la récompense, qui font intervenir une substance chimique appelée la dopamine. Toutefois, l’on dispose de peu d’informations concernant le traitement de l’effort. De récentes études suggèrent que la noradrénaline, une autre substance chimique affectant l’ensemble du cerveau et libérée par le système de stimulation du tronc cérébral, aurait un rôle à jouer dans ce processus. En fin de compte, les systèmes de la dopamine et de la noradrénaline pourraient tous deux interagir et impacter le cortex préfrontal, une partie du cerveau impliquée dans la planification et le suivi de nos actions. Le projet BOOMSTIM, soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, a découvert qu’une stimulation cérébrale ciblant la région appelée cortex fronto-polaire, qui se situe dans le cortex préfrontal, peut augmenter les efforts en vue de récompenses. L’équipe a également constaté une augmentation des signaux dans la pupille et dans la partie centrale du cortex préfrontal liée à des niveaux d’effort croissants, au cours de la prise de décision. Curieusement, ils ont découvert qu’à mesure de l’augmentation de l’effort, ces signaux ne s’intensifiaient que lorsque les participants s’étaient engagés dans l’effort et non dans le cas contraire. «Le système de stimulation du cerveau ne semble tenir compte de l’effort que lorsqu’un engagement à le réaliser a été pris», déclare Irma Kurniawan, boursière Marie Skłodowska-Curie de l’université de Zurich, hôte du projet.

Stimulation cérébrale

Pour analyser la façon dont le processus de stimulation du cerveau nous prépare à nous engager dans une tâche difficile, l’équipe a mesuré les signaux de la pupille et du cerveau des participants pendant qu’ils se décidaient à fournir ou non un effort en vue d’une récompense. Elle s’est tout d’abord concentrée sur la mesure de la largeur absolue de la pupille, une mesure couramment utilisée dans d’autres publications sur la pupillométrie humaine. «Nous avons découvert avec étonnement que le taux de modification de la largeur de la pupille était bien plus clairement lié aux choix difficiles», explique Irma Kurniawan. L’équipe a également eu recours à la stimulation transcrânienne à courant direct, au cours de laquelle de petites électrodes ont transmis un faible courant électrique aux cellules nerveuses des 141 participants. Cette technique permet d’augmenter la sensibilité des cellules nerveuses face aux impulsions d’autres cellules nerveuses et stimule ces dernières à envoyer des impulsions à leur tour. Le courant devait stimuler le cortex fronto-polaire, une zone cérébrale supposée être importante pour la motivation. Les participants devaient décider s’ils souhaitaient ou non exercer un effort spécifique afin d’obtenir une récompense monétaire. Les efforts pouvaient être physiques, comme presser fortement deux poignées l’une contre l’autre pendant un long moment, ou mentaux, ce qui supposait la réalisation d’une tâche cognitive complexe. Le montant de la récompense était variable, tout comme la durée de l’effort. Les chercheurs ont constaté qu’une stimulation conçue pour augmenter la sensibilité du cortex fronto-polaire avait un effet positif sur la volonté des participants à accroître leurs efforts. «Il n’y a pas eu de différence entre les efforts physiques et mentaux. Il semblerait donc que le cortex fronto-polaire stimulé soit généralement responsable de notre motivation dans n’importe quel contexte», ajoute Christian Ruff, superviseur du projet.

Usages cliniques et non cliniques

La confirmation de l’utilité de la stimulation cérébrale dans l’amélioration de la motivation pourrait permettre de traiter les personnes souffrant d’avolition, courante dans les maladies mentales telles que la dépression et la schizophrénie. Les résultats de l’équipe concernant le signal d’excitation dans la pupille fournissent également potentiellement des biomarqueurs de médecine numérique. «Outre son utilisation dans le cadre de traitements pour certains états cliniques, la stimulation cérébrale pourrait s’avérer utile pour les interventions comportementales, par exemple, l’éducation ou les sports de compétition», affirme Christian Ruff. L’équipe entend maintenant étudier la possibilité d’augmenter la motivation en provoquant une modification dans le système de stimulation, grâce à la biorégulation du signal pupillaire. L’entraînement à la motivation dans un contexte non clinique serait donc possible, par exemple, en utilisant un smartphone doté d’une technologie de détection oculaire.

Mots‑clés

BOOMSTIM, dopamine, noradrénaline, cortex préfrontal, cerveau, stimulation, cortex fronto-polaire, stimulation transcrânienne à courant direct, pupille, motivation

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