Selon les chercheurs, les cerveaux de mammifères, y compris ceux d’êtres humains, stockent et rappellent une quantité impressionnante d’informations sur la base des bonnes et mauvaises décisions et des interactions dans un monde en constante évolution. Or, selon une étude menée par Johns Hopkins University School of Medicine publiée dans Neuron portant sur des expériences sur des souris, les chercheurs auraient ajouté des preuves que de tels souvenirs basés sur la décision sont stockés dans des parties très particulières du cerveau.
Les chercheurs ont utilisé diverses odeurs pour entraîner 36 souris à choisir entre deux tubes qui fournissent de l'eau lorsqu'ils sont léchés et qui sont contrôlés aléatoirement par un ordinateur pour ouvrir ou fermer les robinets. Lorsqu'un tube était allumé, l'autre était éteint, puis ils allumaient. L’expérience a été conçue pour imiter la façon dont les souris se nourrissent d’eau dans la nature et pour savoir où retourner pour récupérer le liquide.
Selon les chercheurs, les souris ne savaient pas avec certitude si elles recevraient de l'eau lorsqu'elles faisaient un choix particulier. Afin de trouver la récompense de l'eau, elles devaient se rappeler leurs récents choix et résultats.
Les souris étaient plus souvent explorées et léchées à partir de tubes d’eau activés plus fréquemment, ce qui maximisait la quantité d’eau reçue. De temps en temps, elles ont également exploré des tubes d'eau qui ont été éteints, en les léchant de temps en temps. Quand un tube contenant de l'eau en abondance a été éteint, les souris se tournaient sur l'autre tube qui venait d'être allumé. Les chercheurs ont également découvert que les souris attendaient une demi-minute avant de choisir leur tube d’eau.
Selon les chercheurs, des études antérieures de la dernière décennie ont suggéré que les mémoires de décision sont stockées dans le cortex préfrontal, siège du comportement complexe, de la personnalité et de l'apprentissage.
Les chercheurs ont fixé des microélectrodes au cerveau afin de mesurer la cadence de déclenchement de potentiels d'action traversant la membrane de plus de 3 000 neurones dans leur cerveau situé dans le cortex préfrontal.
Le taux de potentiel d'action de base dans les neurones du cortex préfrontal est d'environ deux à dix pics par seconde. Mais lorsque les souris pensaient penser à un choix de tube par rapport à l’autre, les chercheurs ont découvert des taux de potentiel d’action moyens d’environ 20 pointes par seconde dans près de 80% (2 401 sur 3 073) des neurones du cortex préfrontal.
Les chercheurs ont également découvert que plus les souris mettaient longtemps à décider entre les deux tubes, plus le taux de potentiel d'action des neurones du cortex préfrontal commençait à ralentir. Après 15 secondes sans lécher un tube, les taux de potentiel d'action étaient réduits de moitié. Les chercheurs ont également mesuré l'endroit où les neurones du cortex préfrontal s'étendaient à d'autres parties du cerveau, signalant des structures ailleurs. Ils ont constaté une augmentation de la signalisation électrique vers le striatum dorsomédial, une structure située à l'intérieur des ganglions de la base, une région située au centre du cerveau et liée au mouvement.
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