Les réseaux neuronaux du cerveau dévoilent les secrets de la prise de décision à l'échelle mondiale

ParisDes chercheurs du Sainsbury Wellcome Centre à l’UCL ont découvert comment les informations sensorielles se transforment en actions motrices chez les souris, impliquant diverses régions cérébrales. Leur étude, publiée dans Nature, révèle que la prise de décision se fait à travers tout le cerveau et est influencée par l’apprentissage. Ils ont utilisé des sondes Neuropixels avancées pour enregistrer l’activité de centaines de neurones dans différentes zones cérébrales alors que les souris réalisaient une tâche nécessitant des décisions.

Cette étude démontre que :

• Aucune région cérébrale unique n'est responsable d'intégrer les preuves sensorielles.
• Les neurones impliqués dans la prise de décision sont répartis de manière éparse mais large à travers le cerveau.
• L'apprentissage modifie la manière dont les informations sensorielles sont traitées et intégrées dans tout le cerveau.

Les chercheurs ont utilisé des sondes Neuropixels pour mesurer l'activité cérébrale de plus de 15 000 cellules dans 52 zones du cerveau de souris entraînées. Lors de l'expérience, les souris devaient rester immobiles et répondre à des motifs visuels changeants pour obtenir une récompense. Ce dispositif a permis aux scientifiques de distinguer clairement entre le traitement sensoriel et le contrôle moteur, offrant ainsi une vision détaillée des processus de prise de décision.

Les souris naïves, qui n'avaient pas encore appris la tâche, utilisaient principalement les régions visuelles et quelques zones du mésencéphale pour traiter les stimuli visuels. En revanche, les souris entraînées montraient une activité cérébrale impliquant l'ensemble du cerveau, indiquant que l'apprentissage permet de répartir l'effort mental nécessaire à la prise de décision.

Cette recherche a des implications significatives. Elle remet en question l'ancienne idée selon laquelle certaines zones du cerveau sont responsables de tâches spécifiques. Au lieu de cela, elle démontre que le cerveau fonctionne de manière plus interconnectée, avec plusieurs régions collaborant pour traiter l'information et contrôler le comportement. Ce point de vue soutient la théorie selon laquelle les tâches complexes sont gérées par différents réseaux cérébraux qui se chevauchent pour garantir une exécution fiable et flexible.

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Les découvertes pourraient révolutionner l'intelligence artificielle en permettant la création de réseaux plus flexibles et distribués. Actuellement, les modèles d'IA reposent généralement sur des systèmes centralisés pour des tâches spécifiques. En s'inspirant de la manière dont le cerveau prend des décisions, on pourrait obtenir des IA capables de mieux gérer des données incertaines ou changeantes.

L'étude nous éclaire sur la manière dont certaines parties du cerveau relient nos perceptions sensorielles à nos actions. Comprendre ces connexions est crucial pour développer des traitements contre les troubles cérébraux affectant la prise de décision et le traitement sensoriel.

Les chercheurs prévoient d'étudier l'évolution des neurones au fil du temps en fonction de l'apprentissage. Ils souhaitent également examiner comment les attentes influencent notre traitement de l'information sensorielle, dans le but de mieux comprendre la prise de décision globale du cerveau.

Cette étude nous permet de mieux comprendre comment le cerveau prend des décisions de manière flexible et décentralisée. Elle ouvre également de nouvelles perspectives pour des avancées tant en neurosciences qu'en intelligence artificielle.