Une avancée significative en neurosciences a été réalisée avec la création d’une carte révélant l’activité cérébrale de plus de 600 000 neurones. Cette étude offre une perspective inédite sur la façon dont les décisions sont prises par les mammifères, en mettant en lumière les interactions complexes au sein du cerveau.
Une équipe de chercheurs a enregistré l’activité cérébrale de 621 733 neurones chez 139 rats pendant qu’ils prenaient des décisions, donnant lieu au premier atlas d’activité cérébrale d’un mammifère avec une résolution de cellule unique.
« C’est la première fois qu’un atlas complet de l’activité cérébrale des neurones individuels pendant la prise de décision est créé », a déclaré Alexandre Pouget, de l’Université de Genève.
Ce travail a dépassé la recherche traditionnelle d’un centre de décision unique. Il révèle un schéma coordonné à l’échelle du cerveau, testant l’idée selon laquelle les expériences passées influencent de nouvelles décisions de manière inconsciente.
Pouget a dirigé une équipe internationale qui a entraîné des souris à faire tourner une petite roue pour centrer une cible rayée et recevoir une récompense. Quand la cible était peu visible ou absente, les rongeurs s’appuyaient sur leurs expériences récentes pour deviner.
Au sein de 12 laboratoires, le groupe a introduit 699 sondes, collectant des échantillons de 279 zones cérébrales pendant que la même tâche était exécutée.
Enregistrements de l’ensemble du cerveau pendant le comportement. Source : International Brain Laboratory., Angelaki, D., Benson, B. et al. Une carte des activités cérébrales lors de comportements complexes. Nature 645, 177–191 (2025).
La carte détaillée a été rendue possible grâce à l’utilisation de Neuropixels, qui enregistrent les impulsions de centaines de neurones par sonde avec une précision milliseconde.
Les Neuropixels sont des électrodes en silicium à haute densité qui capturent l’activité de centaines de neurones sur une fine tige. Elles offrent un timing précis des impulsions individuelles, nécessaire pour isoler des événements sensoriels et moteurs rapides.
Étant donné que le thalamus joue un rôle de relais, transmettant des signaux sensoriels au cortex tout en recevant des retours importants, observer les signaux précédents ici indique que nos attentes influencent la façon dont nous formatons les informations reçues, et pas seulement les étapes décisionnelles ultérieures.
Carte de l’activité cérébrale lors de la prise de décision
Les signaux visuels ont d’abord émergé dans les régions visuelles traditionnelles, puis se sont propagés aux zones du mésencéphale et du rhombencéphale, transportant également des données de choix.
La nouvelle carte appuie des recherches antérieures suggérant que le processus de choix, d’action et d’engagement est distribué, plutôt que concentré en un seul point cortical.
Le retour d’information a aussi joué un rôle significatif. Lorsque les réponses étaient correctes et une récompense était donnée, de vastes zones du cerveau s’illuminaient simultanément, traduisant à la fois la récompense et les mouvements associés.
Importance du mapa d’activité cérébrale
Cette carte démontre que le processus décisionnel n’est pas simplement un transfert d’information sensorielle vers la pensée, puis l’action. Il semble qu’une multitude de zones contribuent, chacune transportant des informations partielles, qui s’alignent près du mouvement et du retour.
Cette organisation est essentielle pour la médecine et la technologie, car si les antécédents et les choix sont distribués, mesurer ou moduler une seule zone pourrait négliger des histoires ou générer des effets secondaires ailleurs.
Il faut noter que ces données proviennent de rats dont la tête était fixée lors d’une tâche visuelle spécifique, ce qui signifie que les conclusions concernent leur comportement dans ces conditions. Il est nécessaire de souligner que cette carte est corrélative, et non causale. Elle révèle où les informations sont présentes, sans indiquer les zones nécessaires à la prise de décision, ce qui appelle à des tests causaux ultérieurs.