Une étude met en lumière la façon dont le cerveau représente les objets contrôlés de manière causale –

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  • Nous savons que le cerveau peut diriger les pensées, mais comment y parvenir est difficile à déterminer. Des chercheurs du Sainsbury Wellcome Center ont mis au point une interface cerveau-machine (IMC) qui permet aux souris d’apprendre à guider un curseur en utilisant uniquement leur activité cérébrale. En surveillant cette souris contrôlée par la souris se déplaçant vers un emplacement cible pour recevoir une récompense, les chercheurs ont pu étudier comment le cerveau représente le contrôle intentionnel.

    L’étude, publiée aujourd’hui dans Neurone, met en lumière la façon dont le cerveau représente les objets sous contrôle causal. Les chercheurs ont découvert que lorsque les souris contrôlaient le curseur, l’activité cérébrale dans le cortex visuel supérieur était dirigée vers un objectif et contenait des informations sur l’intention de l’animal. Cette recherche pourrait un jour aider à améliorer la conception de l’IMC.

    “Les interfaces cerveau-machine sont des dispositifs qui permettent à une personne ou à un animal de contrôler un ordinateur avec son esprit. Chez les humains, il peut s’agir de contrôler un bras robotique pour prendre une tasse d’eau ou de déplacer un curseur sur un ordinateur pour saisir un message en utilisant Chez les animaux, nous utilisons ces appareils comme modèles pour comprendre comment améliorer l’IMC », a déclaré le premier auteur de l’article, le Dr Kelly Clancy, qui a terminé l’étude au Sainsbury Wellcome Centre, University College London, après des travaux antérieurs à Biozentrum, Université de Bâle.

    «À l’heure actuelle, les IMC ont tendance à être difficiles à utiliser pour les humains et il faut beaucoup de temps pour apprendre à contrôler un bras robotique par exemple. Une fois que nous comprenons les circuits neuronaux qui soutiennent la façon dont le contrôle intentionnel est appris, ce que ce travail commence à élucider , nous espérons pouvoir faciliter l’utilisation des IMC pour les gens », a déclaré le co-auteur de l’article, le professeur Tom Mrsic-Flogel, directeur du Sainsbury Wellcome Centre, University College London.

    Traditionnellement, il a été difficile d’étudier la façon dont les objets sous contrôle causal sont représentés dans le cerveau. Imaginez essayer de déterminer comment le cerveau représente un curseur qu’il contrôle par rapport à un curseur qu’il observe passivement. Il y a des signaux moteurs dans le premier cas mais pas dans le second, il est donc difficile de comparer les deux. Avec les IMC, le sujet ne bouge pas physiquement, donc une comparaison plus claire peut être faite.

    Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une technique appelée imagerie cérébrale à champ large, qui leur a permis de regarder toute la surface dorsale du cortex pendant que l’animal utilisait l’IMC. Cette technique a permis à un écran non biaisé du cortex de localiser les zones impliquées dans l’apprentissage du contrôle intentionnel du curseur.

    Des zones corticales visuelles chez la souris se sont avérées impliquées au cours de la tâche. Ces zones comprenaient le cortex pariétal, une zone du cerveau impliquée dans l’intention chez l’homme.

    “Les chercheurs étudient le cortex pariétal chez l’homme depuis longtemps. Cependant, nous ne nous attendions pas nécessairement à ce que cette zone apparaisse dans notre écran non biaisé du cerveau de la souris. Il semble y avoir quelque chose de spécial à propos du cortex pariétal car il se situe entre les zones sensorielles et motrices du cerveau et peuvent servir de point de passage entre elles », a ajouté le Dr Kelly Clancy.

    En approfondissant le fonctionnement de cette station, les chercheurs espèrent mieux comprendre comment le contrôle est exercé par le cerveau. Dans cette étude, les souris ont appris à cartographier leur activité cérébrale en retour sensoriel. C’est analogue à la façon dont nous apprenons à interagir avec le monde – par exemple, nous ajustons la façon dont nous utilisons une souris d’ordinateur en fonction de son réglage de gain. Nos cerveaux construisent des représentations du comportement typique des objets et exécutent des actions en conséquence. En comprenant davantage comment de telles règles sont générées et mises à jour dans le cerveau, les chercheurs espèrent être en mesure d’améliorer les IMC.

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Centre Sainsbury Wellcome. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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