Quand le tronc cérébral entrevoit la solution
Des structures cérébrales anciennes contrôlent les mouvements de la tête et des yeux chez tous les vertébrés. De manière surprenante, elles interviennent également dans les processus de pensée "supérieurs".
Des structures phylogénétiques du tronc cérébral participent apparemment aux processus de décision et de pensée, comme l'a découvert une équipe dirigée par le neurobiologiste David J. Freedman de l'Université de Chicago. C'est étonnant, car habituellement, le cortex cérébral est considéré comme le "siège de la pensée".
Les colliculi superiores (les "colliculi supérieurs") du tronc cérébral permettent aux vertébrés de s'orienter dans l'espace en contrôlant les mouvements des yeux et de la tête. Cela est connu depuis longtemps. Freedman et son équipe ont maintenant découvert que ces zones du cerveau exercent d'autres fonctions. Les spécialistes ont surveillé chez des macaques l'activité neuronale dans les colliculi supérieurs ainsi que dans une partie du cortex cérébral, le cortex pariétal postérieur, alors que les animaux devaient décider si un motif de points migrants faisait partie d'un ensemble de directions de mouvement définies.
Au cours des mois d'entraînement, les chercheurs avaient récompensé les singes avec du jus de fruit à chaque fois qu'ils attribuaient un motif à la bonne catégorie de mouvement en appuyant sur un bouton. Les animaux ne pouvaient pas tourner la tête pendant les mesures et les stimuli étaient présentés de telle manière que les petits singes devaient les fixer. Selon les auteurs, les moindres mouvements oculaires n'étaient pas liés à la résolution cognitive de la tâche. En se basant sur leur conception expérimentale, les experts ont plutôt réussi à isoler l'activité dans les colliculi superiores qui semblait être uniquement liée à la catégorisation. Lorsqu'ils ont paralysé chimiquement cette région du cerveau, la capacité des macaques à classer correctement les images a également diminué de manière spectaculaire et ne s'est rétablie que lorsque l'effet anesthésiant a cessé. "Même dans les tâches où les animaux n'ont pas besoin de bouger les yeux ou de porter leur attention à différents endroits, le colliculus supérieur est impliqué dans ces comportements cognitifs plus complexes", explique Freedman. "Les colliculi superiores sont vraiment un endroit surprenant pour de tels signaux cognitifs".
Auparavant, on ne les associait qu'à une simple orientation visuelle et à des fonctions motrices réflexes. En revanche, lorsqu'il s'agissait de classer correctement les informations visuelles, la partie postérieure du lobe pariétal s'était distinguée. Les nouvelles découvertes suggèrent que le tronc cérébral participe en quelque sorte à la réflexion. Qu'il s'agisse de poissons, de reptiles ou de mammifères, tous doivent, pour survivre, être capables d'évaluer rapidement les objets dans leur champ de vision : Est-ce un obstacle, un prédateur ou une proie appétissante ? Les colliculi superiores permettent non seulement d'orienter la tête et les yeux, et donc l'attention, en conséquence, mais semblent également intervenir dans des processus de décision visuels plus sophistiqués.
Peut-être que l'activation nous donne un véritable "élan" dans la résolution de problèmes, spécule-t-on. En effet, les gens utilisent souvent involontairement des mouvements oculaires et des gestes de la main lorsqu'ils essaient de se souvenir de quelque chose ou de choisir entre des alternatives. Par exemple, si l'on vous demande ce que vous avez mangé hier soir, votre regard se dirige involontairement vers le haut, comme si la réponse se trouvait au plafond. Cela pourrait être dû au fait que les colliculi superiores sont recrutés lors de la réflexion, suggère également l'auteur principal Barbara Peysakhovich de l'Université de Harvard.
Il est possible que chez les oiseaux, cette région du cerveau joue un rôle encore plus important dans les processus de pensée visuelle. Chez eux, cette partie du tronc cérébral est en effet particulièrement bien développée. Leur implication dans les processus cognitifs pourrait donc permettre aux vertébrés de prendre des décisions à la vitesse de l'éclair.
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Article original sur Spektrum.de
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