Les chercheurs identifient les interactions neuronales nécessaires à l'apprentissage par observation

Selon les chercheurs, une grande partie de ce que nous apprenons au jour le jour est l'observation.
Ce type d'apprentissage, connu sous le nom d'apprentissage par observation, offre un avantage évolutif majeur. Comme le rapporte une étude publiée dans Cell, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology auraient identifié le circuit du cerveau qui est nécessaire pour ce type d'apprentissage. Ce circuit, distinct du réseau cérébral utilisé pour apprendre des expériences de première main, repose sur l'apport d'une partie du cerveau responsable de l'interprétation des indices sociaux.

Les chercheurs mentionnent que des études antérieures de balayage cérébral chez les humains ont suggéré que deux parties du cerveau connues comme le cortex cingulaire antérieur et l'amygdale basolatérale sont actives lorsque nous apprenons en regardant les autres. Le cortex cingulaire antérieur est impliqué notamment dans l'évaluation de l'information sociale et l'amygdale basolatérale joue un rôle clé dans le traitement des émotions. Cependant, les chercheurs ignoraient comment ces régions interagissent pour apprendre des expériences des autres. Ces derniers ont étudié ce qui se passe dans le cerveau des souris lorsqu'elles observent une autre souris recevant des décharges électriques couplées à un signal comme une tonalité ou une lumière. Au cours de cette procédure, les souris qui reçoivent les chocs apprennent à craindre le signal et gèlent lorsqu'elles l'entendent plus tard. 

Ils ont découvert que lorsque les souris qui avaient regardé ce processus ont entendu la queue un jour plus tard, elles ont gelé dans la peur, même si elles n'avaient subi aucun choc pendant le conditionnement. Une fois que les chercheurs ont démontré que les souris avaient appris à relier le signal et le choc simplement en regardant d'autres souris, ils ont commencé à comprendre ce qui se passait dans le cortex cingulaire antérieur et l'amygdale basolatérale à mesure que les souris observaient l'association. Ils ont enregistré l'activité électrique dans les deux régions pendant que les souris regardaient le processus de conditionnement de la peur, puis ont effectué un nouveau type d'analyse appelée analyse de trajectoire neurale, qui révèle comment les neurones changent leurs taux de tir.

Selon les chercheurs, le cortex cingulaire antérieur devient beaucoup plus actif que la souris témoigne de l'expérience d'une autre souris. Il transmet ensuite des informations sur l'expérience à l'amygdale basolatérale, qui l'utilise pour former une association entre le signal et le choc.

Les chercheurs ont identifié des neurones spécifiques dans le cortex cingulaire antérieur qui se connectent directement avec les neurones dans  l'amygdale basolatérale. Lorsqu'ils ont bloqué ces connexions au cours de la tâche d'apprentissage par observation, les souris n'ont pas appris à craindre le signal. Lorsque les chercheurs ont bloqué la connexion cortex cingulaire antérieur/amygdale basolatérale chez des souris recevant des chocs couplés à une tonalité, il n'y avait aucun effet sur la capacité de la souris observatrice à connecter le signal au choc, constituant la preuve supplémentaire que ce circuit est spécifiquement impliqué dans l'apprentissage des autres. 

Les chercheurs ont également montré que le  cortex cingulaire antérieur est nécessaire pour des types plus généraux de comportements sociaux, tels que l'interaction avec une souris juvénile non menacée. L'entrée du cortex cingulaire antérieur à l'amygdale basolatérale est également nécessaire pour apprendre à craindre une souris agressive après l'avoir vu interagir avec une autre souris.