Comment votre cerveau reconnaît inconsciemment les schémas quotidiens : aperçu des processus de pensée automatiques

Comment votre cerveau reconnaît inconsciemment les schémas quotidiens : aperçu des processus de pensée automatiques

Le cerveau humain reconnaît constamment des schémas dans les expériences quotidiennes, et il peut le faire sans pensée consciente, comme une étude 1 montre. Cette recherche a analysé l’activité neuronale de personnes ayant eu des électrodes implantées dans le cerveau pour des raisons médicales.

L’étude montre que les neurones des régions clés du cerveau combinent des informations sur ce qui se passe et quand cela se produit. Cela permet au cerveau de reconnaître les schémas d’événements au fil du temps. Cela aide le cerveau à prédire les événements à venir, disent les auteurs. Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans la revueNaturepublié.

"Le cerveau fait beaucoup de choses dont nous n'avons pas conscience", explique Edvard Moser, neuroscientifique à l'Université norvégienne des sciences et technologies de Trondheim. "Ceci ne fait pas exception."

Un excès de données

Pour comprendre le monde qui nous entoure, le cerveau doit traiter un flot d’informations : ce qui se passe, où cela se produit et quand cela se produit. Les auteurs de l'étude voulaient examiner comment le cerveau organise ces informations au fil du temps - une étape cruciale dans Apprentissage et mémoire.

L'équipe de recherche a étudié 17 Personnes épileptiques se préparant à un traitement chirurgical. Ces électrodes ont permis aux auteurs d'enregistrer directement l'activité de neurones individuels dans plusieurs régions du cerveau.

Ces régions comprenaient le Hippocampe et le cortex entorhinal, ceux sur la mémoire et le navigation sont impliqués. Ces zones contiennent des cellules de temps et de lieu, qui agissent comme l'horloge interne du corps et le système GPS en codant l'heure et les lieux. "Toutes les informations externes qui pénètrent dans notre cerveau doivent être filtrées à travers ce système", explique Itzhak Fried, co-auteur de l'étude et neurologue à l'Université de Californie à Los Angeles.

Défilé de visages

Pour préparer l'expérience principale, les chercheurs ont montré à chaque participant diverses images de visages. Pour chaque participant, les scientifiques ont identifié six Visages qui ont fortement activé un seul neurone dans le cerveau du participant. Par exemple, un participant peut avoir un neurone « homme à lunettes de soleil », ainsi qu'un neurone « femme au chapeau » et quatre autres, chacun préférant un visage particulier.

L'équipe a disposé les six images de chaque participant en triangle, avec une image à chaque coin et une autre image de chaque côté. Chaque image était reliée par des lignes qui traversaient les côtés du triangle et son intérieur.

Dans un essai expérimental, les participants ont visionné une série d’images faciales. Une règle simple dictait l'ordre des images : chaque visage était suivi d'un autre visage relié à lui dans un triangle (voir « Reconnaissance de formes »). Par exemple, si la première face était celle du coin inférieur gauche du triangle, la deuxième face serait l'une de ses deux voisines immédiates : la face au centre de la base du triangle ou la face au centre du côté gauche du triangle. Les expérimentateurs n'ont pas divulgué cette règle aux participants. De plus, les participants étaient distraits par les questions posées sur le contenu des images au cours de chaque essai.

Au cours de l'expérience, les neurones de l'hippocampe et du cortex entorhinal de chaque participant ont progressivement commencé à réagir non seulement au visage présenté, mais également aux visages directement connectés à celui-ci dans le triangle. Lorsqu'on a demandé aux participants s'ils avaient remarqué une tendance dans l'ordre des images, ils ont répondu que non. Néanmoins, leurs cellules cérébrales ont appris le schéma, ce qui montre que le cerveau peut reconnaître des schémas sans en avoir conscience. Entre les essais, les neurones du « visage » des participants rejouaient ce qu'ils avaient appris et parcouraient les schémas de manière indépendante sans être stimulés.

"C'est quelque chose qui n'est pas explicite, mais implicite. Et le cerveau le détecte très rapidement, et nous pouvons observer ces changements dans les cellules individuelles", explique Fried.

Des neurones tournés vers l'avenir

Les auteurs ont découvert que les neurones pouvaient également anticiper les images qui apparaîtraient ensuite. Cela suggère que le cerveau apprend à prédire les événements futurs sur la base de modèles appris.

"Le fait que cela se produise sans incitations externes est vraiment intéressant", déclare Matt Jones, neuroscientifique à l'Université de Bristol, au Royaume-Uni. « De nombreux résultats sont remarquablement cohérents avec les prédictions de la recherche sur les rongeurs et mettent en évidence la façon dont les circuits hippocampiques ont évolué pour structurer nos cartes cognitives », ajoute-t-il.

Comprendre comment le cerveau organise les informations sur les séquences d'événements pourrait avoir d'importantes applications cliniques. Par exemple, vous pourriez Thérapies d'amélioration de la mémoire visent à promouvoir des modèles neuronaux spécifiques qui représentent des souvenirs importants, explique Fried. "Il s'agit en fin de compte de relier les choses entre elles dans le temps. C'est vraiment l'essence de la mémoire."

1. Tacikowski, P., Calendrier, G., Ciliberti, D. et Fried, I. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07973-1 (2024).

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