Ces scientifiques de l’Institut de technologie de Californie (Caltech) identifient des neurones au rôle bien spécifique : ces cellules « capturent » rapidement nos erreurs et corrigent en fonction notre comportement. De véritables garde-fous cérébraux documentés dans la revue Neuron.
« De nombreuses personnes connaissent le sentiment d’avoir commis une erreur puis de la rattraper : l’exemple le plus simple est d’appuyer sur la mauvaise touche de l’ordi et de la rectifier sans même regarder le résultat à l’écran », expliquent les auteurs. « C’est un exemple de la façon dont nous surveillons nous-mêmes nos propres erreurs et les rectifions, parfois, en une fraction de seconde. Ces travaux identifient les neurones impliqués dans ce processus d’autosurveillance ». Ces neurones rectificateurs, appelés simplement « Error neurons » s’activent en effet lorsque nous commettons une erreur. Et tout le monde fait de petites erreurs, tous les jours et même parfois par habitude ou par réflexe. Heureusement, ce mécanisme de notre cerveau surveille notre comportement, détecte les erreurs et les corrige rapidement.
Les chercheurs de Caltech identifient ici les neurones individuels qui sous-tendent cette capacité. Ils livrent même des enregistrements rares de neurones individuels situés au plus profond du cerveau humain et leurs travaux ont des implications considérables pour certains troubles psychiatriques, associés à des erreurs en boucle, comme le trouble obsessionnel-compulsif.
Une image de l’erreur au niveau des neurones individuels : les chercheurs visaient à obtenir une image précise de ce qui se passe au niveau des neurones individuels quand une personne se surprend en train de commettre une erreur. L’étude est menée auprès de patients (épileptiques) chez qui des électrodes minces avaient été temporairement implantées dans le cerveau, leur activité neuronale a été mesurée dans le cortex frontal médian (MFC), une région du cerveau connue pour être impliquée dans la surveillance des erreurs, alors que les participants devaient effectuer une tâche dite de Stroop : Dans cette tâche, un mot est affiché sur un écran d'ordinateur et il est demandé aux patients d'identifier la couleur du texte. Parfois, le texte et la couleur sont identiques (le mot « vert », par exemple, est affiché en vert). Dans d'autres cas, le mot et la couleur sont différents (« vert » est affiché en rouge). Dans ce dernier cas, la réponse correcte serait « rouge », mais de nombreux participants commettent l'erreur de dire « vert ». Les différentes mesures d’activité cérébrale ont permis à l'équipe d'identifier des neurones spécifiques dans le cortex, appelés neurones d'erreur ou d’autosurveillance, qui se déclenchaient immédiatement après une erreur, et bien avant de recevoir un retour d'informations sur la réponse.
De la négativité reliée à l'erreur : il est connu qu’une signature particulière des ondes cérébrales, appelée négativité liée à l’erreur (ERN : error-related negativity), est décelable dans le cerveau juste après l’erreur. L’équipe identifie ici 2 nouveaux aspects fondamentaux de l'ERN :
- le niveau d'activité d'un neurone d'erreur était positivement corrélé à l'amplitude de l’ERN : plus l’ERN est élevée pour une erreur donnée, plus les neurones d'erreur s’activent ;
- cette corrélation ERN- activité des neurones d’erreur prédit à son tour si le sujet va alors changer de comportement : ainsi, si les neurones d'erreur sont activés mais que la signature ERN à l'échelle du cerveau n'est pas visible ou faible, le sujet reconnaîtra peut-être qu’il a commis une erreur, mais sera peu enclin à modifier son comportement. Cela suggère que les neurones d'erreur doivent communiquer leur détection d'erreur à un vaste réseau cérébral avant d'influencer le comportement.
Des « neurones d'erreur » présents dans 2 zones du cortex : le cortex cingulaire antérieur dorsal (dACC) et l'aire motrice pré-supplémentaire (pré-SMA) sont concernés : Le signal d'erreur apparaît dans le pré-SMA 50 millisecondes plus tôt que dans le dACC. Mais c’est dans le dACC que l’on peut prédire, à partir de l’ERN et de l’activité des neurones d'erreur si le sujet va modifier son comportement. Il existe ainsi une hiérarchie de traitement via une structure organisationnelle du circuit au niveau de ces neurones importante pour le contrôle exécutif du comportement.
Des implications certains troubles mentaux : en effet, ces résultats pourraient apporter une meilleure compréhension du trouble obsessionnel-compulsif (TOC), une condition dans laquelle une personne tente continuellement de corriger les « erreurs » perçues. La découverte de ces neurones d'erreur suggère de nouvelles cibles pour supprimer cette hyperactivité.
Source: Neuron December 4, 2018 DOI: 10.1016/j.neuron.2018.11.016 Single-neuron correlates of error monitoring and post-error adjustments in human medial frontal cortex
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