Les neurones humains reflètent les actions selon le contexte

Une main à l’écran fait glisser, soulève ou pivote un cube. Au même moment, deux participants tétraplégiques tentent d’effectuer une autre action tandis que des réseaux d’électrodes implantés dans leur cerveau enregistrent l’activité de neurones individuels. À Caltech, une équipe dirigée par la chercheuse postdoctorale Vasiliki (Celia) Bougou a trouvé les premiers éléments attestant une activité ressemblant à celle des neurones miroirs chez des neurones humains individuels — mais uniquement lorsque l’action observée était pertinente pour la tâche.

L’activité est apparue dans le cortex pariétal postérieur, ou PPC, une région qui encode les intentions de haut niveau et transforme les informations visuelles en plan moteur. Ses configurations se ressemblaient lorsque les participants observaient une action et lorsqu’ils tentaient de l’effectuer. Le cortex moteur, ou MC, présentait une réponse plus étroite : il encodait l’action tentée, mais pas l’action observée.

Le filtre est devenu visible lorsque l’expérience a introduit un décalage. Les participants devaient tenter une action tout en regardant l’animation d’une autre. S’ils devaient seulement accomplir la tâche assignée, l’action observée n’était encodée ni dans le PPC ni dans le MC. Lorsqu’ils devaient aussi rendre compte de ce qu’ils avaient vu, le PPC encodait les deux actions. Les chercheurs en concluent que le phénomène de miroir n’était pas automatique : l’intention et le contexte comportemental le contrôlaient.

Concrètement, cela pourrait aider les interfaces cerveau-machine — des systèmes qui traduisent l’activité neuronale en commandes pour des ordinateurs ou des bras robotisés — à distinguer le mouvement voulu par une personne des informations visuelles qu’elle se contente d’observer. Le laboratoire Andersen travaille depuis une décennie avec des personnes tétraplégiques, en utilisant des réseaux d’électrodes dans le PPC et le MC pour décoder les mouvements intentionnels.

Ce résultat encadre aussi les promesses de cette technologie. L’étude a porté sur deux participants tétraplégiques, et le résultat concerne l’activité cérébrale enregistrée pendant des tâches contrôlées, pas un nouveau dispositif déjà en service. Ces observations pourraient éclairer les futurs systèmes contrôlés par la pensée : la région cérébrale de planification pourrait véhiculer ensemble les actions observées et intentionnelles, tandis que la région motrice resterait concentrée sur l’exécution.