Chez la souris, le MIT découvre des circuits cérébraux capables de changer de tâche

Une souris entend un son, attend, en entend un autre, puis doit déterminer si les deux correspondent. Au cours de cette brève séquence, des chercheurs ont découvert qu’un groupe de neurones du cortex préfrontal pouvait changer ce qu’il conservait en mémoire de travail : d’abord le souvenir sensoriel du son, puis le plan d’action de l’animal.

L’équipe, dirigée par Yuma Osako, chercheur postdoctoral au MIT, avec pour auteurs principaux Mriganka Sur, du MIT, et Timothy Buschman, de Princeton, a enregistré l’activité électrique de milliers de neurones pendant que les souris effectuaient la tâche. Des analyses computationnelles ont séparé les périodes durant lesquelles les animaux se souvenaient du premier son de celle où ils préparaient leur réponse.

Le contraste entre les régions cérébrales était révélateur. Dans le cortex pariétal, les neurones semblaient stocker uniquement le souvenir du son. Dans le cortex préfrontal, les chercheurs ont identifié un groupe pouvant être réaffecté au stockage de ces deux types d’informations. Selon les chercheurs, cette découverte constitue la première preuve de l’existence de ces modules flexibles dans le cerveau de la souris.

Ce mécanisme donne corps à une vieille idée des neurosciences : la cognition pourrait être composée d’éléments réutilisables, un peu comme des « Legos cognitifs ». Au lieu de construire un circuit entièrement nouveau chaque fois qu’un animal apprend une nouvelle tâche, le cerveau pourrait placer différentes informations dans la même structure computationnelle et la combiner avec d’autres modules.

Qu’est-ce qui change, concrètement ? Le résultat montre comment le cerveau peut gérer de nombreuses formes d’information avec un nombre limité de neurones — garder un son à l’esprit à un moment, puis un plan de mouvement l’instant suivant. Il s’agit toujours d’un résultat de laboratoire obtenu chez des souris, et non d’une démonstration concernant la cognition humaine. Les chercheurs prévoient maintenant d’inhiber les modules à différentes étapes de la tâche afin de voir si le comportement des animaux s’en trouve affecté.