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Une étude montre que la dynamique des attracteurs dans le cortex préfrontal du singe reflète la confiance dans les décisions

Une étude montre que la dynamique des attracteurs dans le cortex préfrontal du singe reflète la confiance dans les décisions

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Tâche d’actualisation temporelle réalisée par des singes lors des expériences de l’équipe. Dans chaque essai, les animaux touchaient d’abord une barre, après quoi un point rouge leur était présenté. Ensuite, un signal indiquant la taille de la récompense (gouttes) et le délai a été affiché. Si les animaux relâchaient la barre avant que le point rouge ne devienne violet, l’essai était considéré comme rejeté et, lors de l’essai suivant, un nouveau signal sélectionné au hasard était présenté. S’ils maintenaient la barre jusqu’à ce que le point rouge devienne violet, puis relâchaient la barre entre 200 et 1 200 ms, l’essai était considéré comme accepté et les gouttes de récompense liquide indiquées étaient délivrées après le délai indiqué. Crédit: Neurosciences naturelles(2023). DOI : 10.1038/s41593-023-01445-x

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Tâche d’actualisation temporelle réalisée par des singes lors des expériences de l’équipe. Dans chaque essai, les animaux touchaient d’abord une barre, après quoi un point rouge leur était présenté. Ensuite, un signal indiquant la taille de la récompense (gouttes) et le délai a été affiché. Si les animaux relâchaient la barre avant que le point rouge ne devienne violet, l’essai était considéré comme rejeté et, lors de l’essai suivant, un nouveau signal sélectionné au hasard était présenté. S’ils maintenaient la barre jusqu’à ce que le point rouge devienne violet, puis relâchaient la barre entre 200 et 1 200 ms, l’essai était considéré comme accepté et les gouttes de récompense liquide indiquées étaient délivrées après le délai indiqué. Crédit: Neurosciences naturelles(2023). DOI : 10.1038/s41593-023-01445-x

Lorsque les humains prennent des décisions, comme choisir quoi manger dans un menu, quel pull acheter dans un magasin, pour quel candidat politique voter, etc., ils peuvent être plus ou moins confiants dans leur choix. Si nous sommes moins confiants et vivons donc une plus grande incertitude quant à leur choix, nos choix ont également tendance à être moins cohérents, ce qui signifie que nous serons plus susceptibles de changer d’avis avant de prendre une décision finale.

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Alors que les neuroscientifiques explorent les fondements neuronaux de la prise de décision depuis des décennies, de nombreuses questions restent encore sans réponse. Par exemple, la manière dont les calculs de réseaux neuronaux soutiennent la prise de décision avec différents niveaux de certitude reste mal comprise.

Des chercheurs de l’Institut national de la santé mentale de Bethesda, dans le Maryland, ont récemment mené une étude sur des singes rhésus visant à mieux comprendre la dynamique des réseaux neuronaux associée à la confiance décisionnelle. Leur papier, publié dans Neurosciences naturellesprouve que les paysages énergétiques du cortex préfrontal peuvent prédire la cohérence des choix faits par les singes, ce qui est à son tour un signe de la confiance des animaux dans leurs décisions.

“Les décisions sont prises avec différents degrés de cohérence, et cette cohérence peut être liée à la certitude que le meilleur choix a été fait”, ont écrit Siyu Wang, Rossella Falcone et leurs collègues dans leur article. “Les travaux théoriques suggèrent que la dynamique des attracteurs dans les réseaux peut expliquer la cohérence des choix, mais la manière dont cela est mis en œuvre dans le cerveau reste floue. Nous apportons la preuve que le paysage énergétique autour des bassins d’attracteurs dans l’activité neuronale de la population dans le cortex préfrontal reflète la cohérence des choix.”

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En neurosciences, les réseaux d’attracteurs sont des réseaux dynamiques composés de neurones qui convergent pour maintenir des modèles d’activité spécifiques au fil du temps. Pour étudier le lien entre la dynamique de ces réseaux et la confiance dans les décisions, les chercheurs ont mené une série d’expériences sur des singes.

Ces singes ont appris à accomplir une tâche de prise de décision. Alors qu’ils accomplissaient cette tâche, Wang, Falcone et leurs collègues ont enregistré l’activité extracellulaire des neurones de leur cortex préfrontal à l’aide d’un implant bilatéral contenant huit réseaux d’électrodes.

“Nous avons entraîné deux singes rhésus à prendre des décisions d’acceptation/rejet basées sur des signaux visuels pré-entraînés qui signalaient des offres de récompense avec des ampleurs et des délais de récompense différents”, ont expliqué Wang, Falcone et leurs collègues dans leur article. “Les singes prenaient des décisions cohérentes pour les très bonnes et les très mauvaises offres, mais les décisions étaient moins cohérentes pour les offres intermédiaires. L’analyse des données neuronales a montré que les bassins attracteurs autour des modèles d’activité reflétant les décisions présentaient des paysages plus abrupts pour les offres conduisant à des décisions cohérentes.”

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Cette équipe de chercheurs a notamment pu lier les calculs effectués par les réseaux de neurones du cortex préfrontal à la cohérence des décisions. Leurs observations suggèrent que la dynamique neuronale du cortex préfrontal prédit la rapidité avec laquelle les singes réagissent à une tâche de prise de décision et la cohérence de leurs décisions, deux facteurs qui ont été liés à des niveaux plus élevés de confiance dans une décision.

Bien que les résultats de l’équipe soient préliminaires, ils mettent en valeur le potentiel de l’examen de plusieurs neurones enregistrés simultanément pour éclairer davantage des aspects spécifiques de la prise de décision. À l’avenir, leurs travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles découvertes importantes sur la manière dont la confiance dans les décisions se reflète dans la dynamique des réseaux d’attracteurs et dans les calculs effectués dans le cerveau.

Plus d’information:
Siyu Wang et al, La dynamique des attracteurs reflète la confiance décisionnelle dans le cortex préfrontal des macaques, Neurosciences naturelles (2023). DOI : 10.1038/s41593-023-01445-x.

Informations sur la revue :
Neurosciences naturelles


2023-10-22 15:10:01
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