Deux régions cérébrales distinctes ont une influence indépendante sur la prise de décision
Souvent, lorsque nous prenons une décision, nous calculons sa «valeur attendue» en multipliant la valeur de quelque chose (combien nous le voulons ou en avons besoin) avec la probabilité que nous puissions l'obtenir, un concept introduit par le 17ème siècle mathématicien Blaise Pascal.
Maintenant, les recherches menées à l'Icahn School of Medicine au Mont Sinaï et publiées dans le journal Neuron montrent pour la première fois chez les singes des parties du cerveau impliquées dans le processus décisionnel à deux volets qui détermine cette valeur attendue.
«Pendant longtemps, nous pensions que les représentations de la valeur et de la probabilité étaient évaluées dans la même partie du cerveau», a déclaré Peter Rudebeck, Ph.D., Professeur adjoint de Neurosciences et de Psychiatrie à l'École de médecine d'Icahn au Mont Sinaï et auteur principal de la nouvelle étude. "Ce qui est excitant ici, c'est que nous montrons que cela se fait dans deux parties différentes du cerveau, qui sont séparées à la fois de manière fonctionnelle et anatomique".
Les chercheurs de Mount Sinai se sont concentrés sur deux domaines du cerveau, le cortex frontal orbitaire (OFC) et le cortex préfrontal ventrolatéral (VLPFC). Bien que des recherches antérieures aient indiqué que les personnes dont l'OFC était endommagé par une blessure ou une maladie avaient des facultés de décision dégradées, on ne connaissait plus auparavant leurs rôles précis dans le processus décisionnel.
«Les troubles de dépression et d'anxiété se caractérisent par des changements dans la façon dont les gens procèdent à des récompenses et prennent des décisions. Dans certains cas, les changements dans la prise de décision peuvent être si extrêmes que les individus ne peuvent mener une vie normale», explique le Dr Rudebeck. «Déterminer quelles parties du cerveau nous aide à prendre des décisions basées sur la valeur subjective et la probabilité est donc une étape cruciale pour comprendre comment ces troubles débilitants sont causés».
Pour explorer les spécialisations de l'OFC et de la VLPFC, l'équipe de recherche a effectué deux expériences. Au début, les singes ont été chargés de jouer à une sorte de jeu de machine à sous, dans lequel ils ont montré des images sur un écran tactile et ont dû déterminer quelle image était le plus susceptible de leur faire une récompense - une pastille aromatisée à la banane. Les chercheurs ont périodiquement changé la probabilité et ont constaté que les singes témoins pouvaient ajuster leurs choix en conséquence, en appuyant sur les images les plus susceptibles d'obtenir une récompense. Les singes avec des lésions OFC ont effectué les mêmes animaux que les animaux témoins, mais les singes avec des lésions VLPFC ont perdu la capacité de suivre la probabilité de récompense.
Dans le deuxième ensemble d'expériences, les singes ont joué un jeu différent où ils ont eu le choix entre deux récompenses: arachides ou M & Ms. Ces récompenses étaient cachées sous des objets, et les singes avaient déjà appris quels objets allaient avec lesquels les récompenses alimentaires. Parce que les singes sont généralement comme les arachides et M & Ms, ils transmettent normalement les objets qui recouvrent les arachides et M & Ms au même rythme. Mais pour déplacer la valeur en faveur des arachides, les singes ont reçu M & Ms immédiatement avant l'expérience. Ayant déjà rempli M & Ms, les singes de contrôle favorisaient les objets qui recouvraient les arachides, comme prévu. Ceux avec VLPFC avaient la même inclinaison que le groupe témoin, mais les singes avec des lésions OFC présentaient une préférence pour les objets qui recouvrent le M & Ms.
"Nous savons depuis longtemps que ces deux parties du cerveau sont fortement interconnectées", explique le Dr Rudebeck. "Des recherches antérieures indiquent que les deux connexions d'envoi vers une autre zone du lobe frontal appelé le cortex préfrontal ventromédial (VMPFC) et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle suggèrent que le VMPFC peut être l'endroit où les choix se font finalement".
Les chercheurs ont testé si VMPFC est impliqué dans la comparaison de différentes valeurs dans un ensemble distinct d'expériences, où ils ont provoqué des lésions dans cette zone. Les animaux ont pu prendre une décision basée uniquement sur la probabilité ou la valeur, mais quand ils devaient comparer les valeurs, ils étaient moins capables de le faire.
"Cette donnée s'intègre et prolonge ce que nous avons vu chez les humains, car nous savons que les gens qui ont des lésions cérébrales dans cette région ont également du mal à prendre des décisions", conclut le Dr Rudebeck. "L'information constatée dans le cadre de notre recherche pourrait contribuer à l'élaboration de nouvelles interventions de traitement pour les personnes souffrant de dépression et d'anxiété".
