Selon les chercheurs, l'hippocampe est nécessaire à la formation de nouveaux souvenirs. Or, comme le rapporte une étude publiée dans Nature Communications, des chercheurs de l'Arizona State University ont découvert un autre rôle pour cette structure cérébrale dans l'apprentissage. L'hippocampe envoie des informations importantes aux zones du cerveau responsables de l'apprentissage, comme le striatum. En particulier, l’hippocampe a gardé une trace des associations entre les caractéristiques de l’environnement, comme le fait que les plantes à l’herbe à puce, avec leurs trois feuillets, sont rouges à l’automne et au printemps, mais vertes en été.
Les chercheurs ont analysé les schémas de l’activité cérébrale chez l’homme et ont découvert un rôle jusqu'alors inconnu de l’hippocampe, zone du cerveau importante pour la mémoire, dans la formation d’associations au cours de l’apprentissage. Selon les chercheurs, quand les gens apprennent, ils construisent des associations entre des caractéristiques, telles que l’heure du jour et l’humeur d’un enfant en bas âge, pour prédire un résultat
Afin d'expliquer comment le cerveau pourrait gérer le problème de la création d'associations sur des informations aussi complexes et réelles, les chercheurs se sont concentrés sur une petite structure du cerveau qui ressemble à une coquille d'escargot. L'hippocampe est environ un tiers de la taille d'une boule de gomme et cette petite structure du cerveau est cruciale pour la formation de la mémoire. Sans cela, les gens ne peuvent pas créer de nouveaux souvenirs sur des faits ou des événements, comme le jour ou les noms de leurs collègues. Au cours de la formation de la mémoire, l'hippocampe représente les détails individuels d'un événement, comme l'endroit où vous avez garé votre voiture, pour être aussi différents que possible les uns des autres.
La façon dont les souvenirs de forme hippocampique fournissait un mécanisme permettant de représenter différentes combinaisons complexes de caractéristiques dans le cerveau. Cependant les chercheurs soulignent que la question de savoir si la petite structure en spirale contribuait réellement à la manière dont les gens se familiarisent avec le monde restait floue.
Afin de déterminer comment l’hippocampe pouaivt contribuer à la manière dont les gens forment des associations dans le monde réel, les chercheurs ont conçu une tâche d’apprentissage qui obligeait les participants à utiliser une combinaison de caractéristiques pour prédire si un résultat se produirait. Une série d'images de stimulus, comme un seul visage ou un visage associé à un bâtiment, est apparue séquentiellement sur un écran. Les participants devaient ensuite prédire si une image cible apparaîtrait après les images de stimulus. L'objectif de cette tâche était de répondre le plus rapidement possible à toute image cible affichée.
Seules deux images de stimulus combinées, comme un visage associé à une maison en rangée, pouvaient être utilisées pour prédire quand une cible apparaîtrait. Les stimuli individuels, comme l'image du visage, n'étaient pas utiles pour prédire par eux-mêmes.
Au cours de la tâche, les chercheurs ont eu recours à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour mesurer l'activité cérébrale de l'hippocampe et d'autres structures cérébrales connues pour participer à l'apprentissage. Les chercheurs ont ensuite analysé les modèles d'activité au cours de la tâche et a remarqué quelque chose d'intéressant à propos de l'activité dans l'hippocampe. C’est la seule structure cérébrale qui représente les images de stimulus liées entre elles, ce qui est important car la réussite de la tâche nécessitait de former des associations de combinaisons pour répondre avec précision aux images cibles.
Lorsque les chercheurs ont analysé le lien entre les modèles d'activité de l'hippocampe et d'autres zones du cerveau,ils ont découvert que l'activité de l'hippocampe était étroitement corrélée à celle du striatum. Niché sous le cortex, le striatum se compose de trois structures distinctes, le caudé, le putamen et le noyau accumbens, et joue un rôle important dans l’apprentissage de ce qui prédit des résultats souhaitables.
Jusqu'à récemment, les chercheurs croyaient que le cerveau disposait de systèmes d'apprentissage distincts, mais les résultats suggèrent que le système de mémoire de l'hippocampe et le système d'apprentissage du renforcement striatal sont interdépendants.
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