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Le cerveau humain compte 86 milliards de neurones, ou cellules. Parmi eux, une infime partie gère la flexibilité cognitive, c’est-à-dire la capacité de s’adapter à de nouveaux environnements et concepts.

La flexibilité cognitive

Une équipe de chercheurs ayant une expertise interdisciplinaire en psychologie, en informatique et en ingénierie, ainsi que le Vanderbilt Brain Institute (VBI), ont acquis une connaissance importante de l’un des plus grands mystères des neurosciences, en identifiant l’emplacement et la nature de ces neurones.
Les circuits cérébraux créés par ces neurones ont conduit à un avantage évolutif dans la capacité des humains à s’adapter à des environnements changeants. Lorsque ces neurones sont affaiblis, les gens peuvent avoir des difficultés à s’adapter aux changements de leur environnement, notamment à surmonter les traditions, les préjugés et les craintes.
En général, les gens oscillent entre la répétition d’un comportement gratifiant et l’exploration de nouvelles récompenses et potentiellement meilleures. Le rapport coût-bénéfice entre répétition et exploration est une équation que le cerveau s’efforce constamment de résoudre, en particulier lorsque l’environnement d’une personne change. Un manque de souplesse cognitive entraîne des troubles mentaux débilitants.
Les conséquences de cette recherche pourraient être multiples. « Ces cellules pourraient faire partie de l’interrupteur qui détermine votre meilleure stratégie attentionnelle », a déclaré Thilo Womelsdorf, professeur et chercheur principal.
« L’affaiblissement de ces cellules cérébrales pourrait rendre difficile le changement de stratégie d’attention, ce qui peut finalement entraîner des comportements obsessionnels-compulsifs ou une lutte pour s’adapter à de nouvelles situations. À l’inverse, si ce changement est « relâché », l’attention pourrait se relâcher et les gens vivront dans un monde continuellement incertain et seront incapables de se concentrer sur des informations importantes pendant un certain temps ».

Des neurones aident les circuits cérébraux à se reconfigurer

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que dans la zone du cerveau qui aide les gens à apprendre la motricité fine comme à jouer d’un instrument ou à manipuler un jouet, il existe une sous-région qui pourrait permettre les mêmes processus flexibles pour les pensées.
Ce groupe de cellules cérébrales, situé sous le manteau cortical externe dans les ganglions de la base, a été identifié en mesurant l’activité des cellules cérébrales lors de tâches réelles simulées par ordinateur. Pour imiter de nombreuses situations du monde réel, les chercheurs, dont des scientifiques du centre de recherche sur la vision de l’Université de York, ont mis au point une simulation permettant de présenter plus d’un objet à la fois et ont modifié ce qui était récompensé.
Cela a permis d’apprendre de manière flexible quels objets sont liés à une récompense par essais et erreurs. En mesurant l’activité des cellules cérébrales, l’équipe a observé un schéma intéressant : l’activité des cellules cérébrales était accrue en cas de changement et diminuée lorsque la confiance dans le résultat augmentait. « Ces neurones semblent aider les circuits cérébraux à se reconfigurer et à faire la transition entre des informations autrefois pertinentes et une connexion ténue pour s’occuper de nouvelles informations pertinentes », a déclaré Kianoush Banaie Boroujeni, premier auteur de cette étude.
« Il y a une révolution technologique dans les neurosciences », a déclaré Lisa Monteggia, professeure de pharmacologie. « La capacité d’utiliser la technologie pour contrôler une seule cellule à l’aide d’outils moléculaires et génétiques ne peut fonctionner que lorsque les scientifiques savent où chercher. Le Dr Womelsdorf et ses collaborateurs nous ont donné la capacité de faire ce travail et de faire progresser considérablement le domaine des neurosciences. »
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : Vanderbilt University
Crédit photo : Pexels