décision et action

Publié le par NOURRY Marie-Pierre

Prise de décision : mise en évidence d'un lien entre cognition et exécution

Une équipe de chercheurs du laboratoire "Mouvement, adaptation, cognition"
(CNRS/Université Victor Ségalen, Bordeaux)
vient de révéler, pour la
première fois, l'existence d'une interaction au niveau cellulaire entre
informations cognitives et informations motrices
. Cette découverte constitue
le chaînon manquant entre les travaux sur les processus de prise de décision
et ceux relatifs au versant exécutif de l'acte moteur. Elle marque une
avancée primordiale dans la compréhension du rôle physiologique des noyaux
gris centraux(1) et, plus particulièrement, de la maladie de Parkinson. Ces
travaux sont publiés le 31 janvier dans The Journal of Neuroscience.

Deux étapes composent la genèse d'un mouvement dirigé vers un objectif
lorsque plusieurs choix sont possibles : tout d'abord la prise de décision
(l'information cognitive), puis la direction de ce mouvement vers l'objectif
à atteindre (l'information motrice). Le cerveau possède une ou plusieurs
structures capable d'intégrer les informations cognitives, permettant
d'effectuer un choix raisonné qui ne repose pas sur le hasard, et les
informations motrices. On suppose que les noyaux gris centraux (NGC) jouent
un rôle essentiel dans ces processus. Cependant, les mécanismes sous-jacents
sont encore largement méconnus.

Un certain nombre de travaux suggèrent que le striatum(2), structure
cérébrale considérée comme la porte d'entrée des noyaux gris centraux,
interviendrait dans les processus de prise de décision en évaluant, dès
qu'un choix est proposé à un individu, la quantité de récompense que chacune
des options possibles apporte. Ce phénomène serait contrôlé par la
dopamine(3), l'un des neuromodulateurs présent en grande quantité dans les
NGC. Par ailleurs, il a été démontré que l'activité électrique des neurones
du globus pallidus interne(4), structure cérébrale qualifiée de porte de
sortie des NGC, code les propriétés cinétiques du mouvement (direction,
amplitude, vitesse, etc). Toutefois, aucune étude n'avait jusqu'à présent
montré l'existence d'un lien entre la phase décisionnelle et la phase
exécutive.

Pour établir cette interaction, des chercheurs du laboratoire "Mouvement,
adaptation, cognition", une unité mixte CNRS/Université de Bordeaux 2
affiliée au laboratoire franco-israélien de Neurophysiologie et
neurophysique des systèmes(5),ont enregistré simultanément l'activité
électrique des neurones des deux structures concernées, le striatum et le
globus pallidus interne, chez des primates. Ces derniers devaient choisir
entre deux cibles qui étaient récompensées différemment et, par la suite,
effectuer un mouvement en direction de la cible choisie. Au préalable, il
avait été vérifié que chaque animal avait appris à associer chaque cible à
une probabilité différente d'obtenir une récompense. Ils ont donc dû
mémoriser ces associations et choisir la cible associée à la plus grande
probabilité afin d'optimiser leurs gains.

Cette expérience démontre que les informations cognitives modulent le codage
des informations motrices via les neurones qui appartiennent aux deux
structures clefs des NGC : l'entrée et la sortie. Il s'agit de la première
mise en évidence d'une interaction au niveau cellulaire entre des
informations purement cognitives et des informations purement motrices.
Surtout, ont été repérés les mécanismes par lesquels les noyaux gris
centraux intègrent ces deux types d'information. De cette découverte résulte
un impact majeur pour la maladie de Parkinson. En effet, cette dernière est
causée par la dégénérescence des neurones produisant la dopamine.
Conséquence : une approche nouvelle de cette pathologie doit être adoptée.
Certes, la maladie de Parkinson s'exprime par des troubles moteurs très
invalidants, tels des difficultés grandissantes dans l'initiation et
l'exécution du mouvement, une rigidité musculaire importante et des
tremblements. Mais, elle ne doit plus être considérée comme une pathologie
purement motrice : sa dimension cognitive doit désormais également être
prise en compte.

1Structure cérébrale sous-corticale constituée de plusieurs amas de
neurones. On considère cette structure comme une unité fonctionnelle dont
tous les éléments participent à la régulation de plusieurs fonctions
cérébrales. Le striatum et le globus pallidus interne en font partis.
2Formé de plusieurs types de neurones, le striatum est une région
particulière du cerveau impliquée dans le contrôle du mouvement au niveau
décisionnel.
3La dopamine est un neurotransmetteur ou neuromodulateur, c'est-à-dire une
molécule qui module l'activité des neurones dans le cerveau.
4Considéré comme la structure de sortie des NGC, le globus pallidus interne
est composé de neurones qui influent l'activité des neurones du cortex
moteur.
5Ce laboratoire international associé soutient financièrement les
collaborations entre des équipes de chercheurs en neurosciences du CNRS et
des équipes de l'Interdisciplinary Center of Neuro-Computation appartenant à
l'université hébraïque de Jérusalem

Publié dans thème recherche

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