Étude sur le rat: les changements dans les régions du cerveau expliquent les différences des «couples impairs»

Expliquer le comportement humain reste un défi déroutant. Pourquoi certaines personnes prennent-elles des décisions rationnelles et d'autres, impulsives et imprudentes? Pourquoi l'un des frères et sœurs est-il un «monstre soigné» et l'autre un «slob»?

Une nouvelle étude menée par des neuroscientifiques comportementaux de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) pourrait apporter des réponses à ces questions, car les chercheurs ont identifié des changements dans une paire de régions du cerveau qui semblent faire une différence dans notre façon d'être.

La recherche - rapportée par Alicia Izquierdo, professeure agrégée de psychologie à l'UCLA et membre de l'Institut de recherche sur le cerveau de l'UCLA, et son étudiante diplômée en psychologie, Alexandra Stolyarova, apparaît dans la revue scientifique en ligne en libre accès eLife.

Les nouvelles expériences, qui impliquaient l'étude du cortex orbitofrontal et des régions cérébrales de l'amygdale basolatérale, ont évalué la capacité des rats à travailler pour obtenir des récompenses dans des conditions stables et variables.

Les rats ont gagné des granulés de sucre après avoir choisi entre deux images affichées côte à côte. Les animaux ont fait leurs sélections en utilisant leur nez pour toucher un écran de la taille d'un iPad. Lorsqu'un rat a touché une image, il a reçu une pastille de sucre à un moment prévisible - généralement 10 secondes plus tard. Lorsque le rat a touché l'autre image, il a reçu une pastille de sucre à un moment qui variait.

C'était l'option la plus risquée car les rats pourraient devoir attendre aussi peu que cinq secondes ou aussi longtemps que 15 secondes. Les rats ont fait cela pendant un mois à la fois, jusqu'à 45 minutes par jour.

Les chercheurs ont découvert que les rats avaient appris la tâche et étaient capables de détecter les fluctuations des temps d'attente. Lorsque les rats ont connu plus de variations dans ces temps d'attente pour leur récompense, la quantité de protéine géphyrine du cerveau dans la région de l'amygdale basolatérale a doublé.

Dans certains des essais, les chercheurs ont fait une option meilleure que l'autre, avec un temps d'attente plus court. Tous les rats ont pu apprendre le schéma et faire le meilleur choix.

Ils ont montré des preuves d'apprentissage le premier jour et ont fait mieux le deuxième jour et les jours suivants. Dans un groupe de rats sans amygdale basolatérale fonctionnelle, les rats ont appris plus lentement les changements, mais ont rattrapé environ deux jours plus tard.

Les rats sans cortex orbitofrontal fonctionnel, cependant, n'ont pas du tout appris et ont plutôt traité chaque expérience comme un bouton de «réinitialisation», rapportent les chercheurs. Tout se passe comme si ces rats n'avaient pas d'enregistrement de la gamme complète des résultats possibles.

Le rôle important du cortex orbitofrontal a surpris Izquierdo, qui a déclaré qu'il y avait plus de preuves que l'amygdale basolatérale serait importante dans des conditions d'incertitude, et pas autant pour le cortex orbitofrontal.

Stolyarova et Izquierdo sont les premiers scientifiques à lier les niveaux de géphyrine à l'expérience de la récompense. Ils rapportent que lorsque les rats présentaient un risque, la protéine cérébrale GluN1 augmentait également de manière significative dans l'amygdale basolatérale.

«Je pense que l'expérience de l'incertitude fait que ces changements se produisent dans ces régions du cerveau», a déclaré Izquierdo.

Tous les rats ont choisi l'option risquée plus souvent. L'exception était les rats sans amygdale basolatérale fonctionnelle; ces animaux sont restés réticents au risque tout au long des expériences.

Le cortex orbitofrontal et l'amygdale basolatérale partagent des connexions anatomiques, et les deux régions sont impliquées dans la prise de décision, ont montré des recherches antérieures. La nouvelle recherche indique que c'est particulièrement le cas dans des circonstances changeantes ou incertaines.

Des changements dans ces régions du cerveau et dans ces protéines cérébrales peuvent aider à expliquer la préférence d’une personne pour des résultats incertains, a déclaré Izquierdo.

Les humains ont des différences individuelles dans la fonction du cortex orbitofrontal et de l'amygdale basolatérale et dans l'expression de ces protéines, a-t-elle noté.

Par exemple, des variations du gène de la géphyrine ont été liées à l'autisme, et une caractéristique du trouble est une forte préférence pour l'ordre et la certitude.

À l'avenir, a déclaré Izquierdo, la médecine de précision pourrait être en mesure de cibler n'importe quelle région du cerveau pour traiter n'importe quel trouble, y compris les dépendances comportementales telles que le jeu.

Les personnes atteintes de trouble obsessionnel-compulsif ont également une forte préférence pour l'ordre et la certitude. Des recherches futures pourraient déterminer si les mêmes changements cérébraux se produisent également dans ce trouble.

Source: UCLA