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CERVEAU: Comment son supercalculateur donne un sens au monde

Actualité publiée il y a 7 années 7 mois 3 semaines
The Journal of Neuroscience

Ces travaux de l’Université de Princeton décryptent comment nos cerveaux sont capables de combiner observations complexes de notre environnement et probabilités pour évaluer la situation et nous accompagner dans nos comportements et nos prises de décision. Une zone abrite ces capacités insoupçonnées, et elle est située juste derrière nos yeux. A lire dans le Journal of Neuroscience.

Il nous semblerait impossible d'exécuter ces calculs de probabilité complexes en temps réel, et pourtant nos cerveaux le font à notre insu et avec une performance remarquable, commentent les chercheurs. Et avec une souplesse -ou plasticité ? - telle que le cerveau sera capable de tenir compte de nouvelles données dès qu'elles seront disponibles. Ainsi, nos cerveaux seraient capables de suivre avec précision la probabilité de plusieurs hypothèses différentes à partir d'une situation donnée. Des capacités localisées dans une zone cérébrale située juste à l'arrière de nos yeux, le cortex orbitofrontal.


Ainsi, l'exemple est donné, de traverser la rue et de pouvoir analyser e temps réel toutes les donnes de la scène, explique en substance, un co-auteur de l'étude, Yael Niv, professeur agrégé de psychologie à l'Institut des Neurosciences de Princeton. Concrètement, le cerveau conserverait la trace de toutes les hypothèses possibles, d'une manière plus simple que la description complète de la situation, mais plus complexe qu'une seule explication : une sorte de distribution de probabilités pour chacune des nombreuses possibilités distinctes.

Bref, chaque hypothèse serait pondérée par un taux de probabilité : Pour savoir où et comment le cerveau enregistre ces probabilités, l'équipe a suivi l'activité cérébrale des participants alors qu'ils exploraient un « parc safari » virtuel comportant 4 zones de 4 couleurs différentes. Sur chaque zone, vit un assortiment différent d'animaux (éléphants, girafes, hippopotames, lions et zèbres). La tâche consiste à solliciter le cerveau à utiliser les observations précédentes de ces animaux (soit une série de 30 à 40 photos d'animaux montrés l'un après l'autre, pour chaque zone) pour décider dans quelles zones vivent certaines combinaisons d'animaux. Parce que chaque animal est apparu au moins occasionnellement dans toutes les zones, les participants ne peuvent pas indiquer sans ambiguïté une zone unique ou encore éliminer une des zones. Ils doivent donc choisir la zone la plus probable. Enfin, durant l'exercice, les participants ont subi un examen du cerveau par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les chercheurs ont donc cherché à identifier les zones du cerveau dans lesquelles le motif de l'activité évolue en même temps que les 4 hypothèses (zones) possibles.

Le cortex orbitofrontal, une zone du cerveau impliquée dans la réalisation de plans et de tâches cognitives complexes, est ainsi identifiée comme une zone clé de ce processus de flexibilité intellectuelle. Un véritable avantage adaptatif qui conçoit que le monde fonctionne différemment dans des situations différentes, et nous permet de déterminer quel est le bon comportement.

The Journal of Neuroscience July 27 doi: 10.1523/JNEUROSCI.0659-16.2016 A probability distribution over latent causes in the orbitofrontal cortex

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Cette actualité a été publiée le 29/08/2016

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