Quel est le processus qui nous permet d’attendre, parfois longtemps et sans certitude aucune, dans l’espoir d’une gratification ? Cette expérience sur la souris d’une équipe de l’Université d'Okinawa des sciences et de la technologie (OIST) montre que cette patience, dans l’espoir d’une récompense, n'est pas seulement un trait humain : les souris peuvent elles-aussi être patientes et à la base de ce processus chimique du cerveau, il y a la sérotonine. Des travaux présentés dans la revue Nature communications, qui élargissent encore l’impact de la sérotonine sur nos comportements.
La sérotonine est un messager chimique qui influence les fonctions neuronales. La sérotonine a déjà été liée à un large éventail de comportements, à l'humeur et au sommeil, à l'appétit et la spontanéité. Le pouvoir de ce messager chimique sur le comportement humain en a fait un élément clé dans le traitement des troubles mentaux, comme la dépression, par les inhibiteurs sélectifs des récepteurs de la sérotonine (ISRS), qui ralentissent la réabsorption de la sérotonine et la maintiennent active dans le cerveau. Ici, le neuromodulateur semble également intervenir dans la capacité à rester patient en attendant une récompense. L’auteur principal, le Dr Katsuhiko Miyazaki rappelle que la sérotonine a fait l'objet de très nombreuses études pharmacologiques et que les médicaments sérotoninergiques sont couramment prescrits mais que son rôle sur le comportement n'est pas clair.
Des souris et une tâche pour obtenir une récompense alimentaire : dans cette expérience, les souris devaient placer leur nez dans un petit trou (« poke-nose ») et attendre une récompense alimentaire. Après une attente prédéfinie, la récompense était accordée. Leurs neurones producteurs de sérotonine étaient stimulés par optogénétique dans une partie du cerveau appelée le noyau de raphé dorsal. L’expérience montre que cette augmentation de l'activité des neurones sérotoninergiques dans le le noyau de raphé dorsal augmente considérablement la durée pendant laquelle les souris restent prêtes à attendre leur récompense alimentaire.
Ainsi la sérotonine augmente la patience, mais que se passe-t-il si la récompense est incertaine ? Comme dans la vraie vie ? Une autre expérience a testé cette situation et si les souris réagissaient de manière similaire dans les circonstances où obtenir la récompense était incertain. En cas de probabilité de 25% de récompense, leur temps de poke-nose n’est pas modifié avec l’activation des neurones sérotoninergiques (à gauche sur visuel). Mais lorsque la probabilité d’obtenir la récompense est de 75% alors l’activation des neurones sérotoninergiques permet d’accroître le temps de poke-nose (à droite sur visuel) et donc de rendre les souris plus patientes.
Il existe donc des limites à la capacité de la sérotonine à améliorer la patience. Et l'effet patience n’est constaté que lorsque la souris pense qu'il y a une forte probabilité de récompense. Pour aider à expliquer les résultats de ces expérience, l'équipe propose un modèle de calcul pour expliquer de façon cohérente ces données expérimentales. Le modèle reproduit la relation entre l'activation de la sérotonine, la probabilité de récompense et le comportement ultérieur.
Bien évidemment, la variable probabilité de récompense repose plus souvent sur la croyance…
Source: Nature Communications 01 June 2018 Reward probability and timing uncertainty alter the effect of dorsal raphe serotonin neurons on patience (Visuel OIST)
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