Bases neurales de l'apprentissage par Observation – LeO

Des résultats récents montrent que les macaques sont capables d'apprentissage cognitif par observation, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour les neurosciences sociales cognitives chez le singe et chez l’homme. À partir des méthodes de la neurophysiologie et de la neuroimagerie, nous proposons d'explorer, chez les deux espèces, les bases neurales de cet apprentissage fondamental. Quelles informations le cerveau code t-il lors de l'observation des congénères, à quels endroits, et à quelles conditions ? L'hypothèse est que, sous certaines conditions (sociales notamment), l'observation modifie l'activité des régions cérébrales impliquées dans l'apprentissage par essais/erreurs : cortex frontal, ganglions de la base et les régions médianes du lobe temporal. Très innovant, ce projet multidisciplinaire (associant neurosciences intégratives et psychologie expérimentale) contribue à l’étude des bases cérébrales de la cognition et du comportement chez l'homme et chez l'animal.//De nombreux comportements impliquent des associations arbitraires entre des événements sensoriels et des actes moteurs. Cette forme d'association implique un circuit intégrant le cortex frontal, les ganglions de la base, et les régions médianes du lobe temporal. Les recherches récentes montrent que des neurones dans ce circuit sont actifs durant l'exécution d'associations familières et que leur activité se modifie durant l'acquisition de nouvelles règles. L'hypothèse de ce projet est que l'observation d'un congénère exécutant une tâche nouvelle, pour l'observateur, modifie l'activité neurale dans l'ensemble ou une partie de ce circuit cérébral. Le projet implique des études comportementales visant à dissocier chez l'homme et le singe, avec les mêmes protocoles, les effets dits de « facilitation sociale » des effets liés à l'apprentissage par observation per se, d'où une collaboration étroite avec des psychologues sociaux expérimentalistes spécialistes de ces deux phénomènes chez l'homme et chez l’animal. Chez l'homme, l'exploration des bases neurales de l'apprentissage par observation en IRMf donnera une vue d’ensemble des activités neurales liées à l'observation. Chez le singe, les neurones seront enregistrés par un système multi-électrodes dans deux aires frontales, le cortex prémoteur dorsal (PMd) où les neurones représentent l'action à sélectionner et le préfrontal (PF) codant pour les indices, les règles associatives et la récompense. Le but est d'étudier les modifications de propriétés neuronales bien connues dans ces aires lors de l'observation, et les comparer aux modifications observées pendant l'apprentissage par essai et erreur. Les expériences neurophysiologiques impliqueront deux singes déjà entraînés sur la tâche d'apprentissage de règles associatives. Ils seront placés côte à côte et chacun sera tantôt acteur tantôt observateur. L'analyse des données permettra de mettre en évidence la plasticité neuronale liée à l'apprentissage par observation.//Notre étude est la première à examiner les corrélats neuronaux de l'apprentissage par observation chez le singe (par électrophysiologie) et chez l’homme (par Irmf). Elle est donc très innovante et comporte le risque lié à toute recherche pionnière. Fondé sur des données préliminaires, ce projet fait peu de doute quant à sa faisabilité au plan comportemental. La partie neurophysiologique peut apparaître plus délicate. Mais avec deux singes déjà entrainés, il semble réaliste d'attendre au minimum que des associations connues activent leurs représentations corticales miroirs chez l'observateur. Plus important, nous attendons que l'activité des aires PMd et PF se modifie durant l'observation, en relation avec les événements de la tache (cible, action, récompense). Ces résultats seraient une avancée majeure pour la compréhension des bases neurales de la cognition et du comportement chez l’homme et chez le singe.