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Nouvelle piste de recherche pour retrouver de la mobilité par la force de la pensée

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/69870.htm

BE Portugal 53  >>  30/04/2012
Neurosciences

Rui Costa, principal chercheur du Programme de Neurosciences de la Fondation Champalimaud, a publié dans "Nature" une étude qui démontre que la mobilité perdue peut être récupérée grâce à des prothèses commandées par la force de la pensée.

Les résultats des expériences conduites par les scientifiques de la Fondation Champalimaud en collaboration avec une équipe de l'Université de Berkeley démontrent que les régions du cerveau et les mécanismes cérébraux utilisés dans des actions physiques (apprendre à faire du vélo, jouer du piano,...) sont les mêmes que ceux impliqués dans la réalisation d'une action abstraite comme la pensée. Ils révèlent également que le cerveau est beaucoup plus flexible que ce que l'on pensait et qu'il apprend très rapidement à manipuler de nouvelles opérations abstraites.

Ces découvertes ouvrent la voie au développement d'une nouvelle prothèse qui pourrait permettre d'aider les victimes d'amputation ou d'AVC. On parle de neuroprothèse (ou d'IMC - Interface Machine-Cerveau) ; il s'agit d'une prothèse qui commande une machine avec l'activité cérébrale. Ce type de prothèse n'est pas une nouveauté dans le milieu de la neurobiologie mais, jusqu'à présent, les chercheurs qui les développaient tentaient de décoder les circuits naturels du cerveau afin de les imiter dans le contrôle des prothèses. Seulement, l'imitation de l'activité neuronale devait être faite au cas par cas (chacun de nous ayant des impulsions neuronales différentes, ne serait-ce que pour bouger le bras) et le mouvement perdait en efficacité (jusqu'à 60-70%).

Dans ses expériences réalisées sur des souris, Rui Costa a cette fois choisi d'apprendre au cerveau à réaliser une action nouvelle plutôt que d'imiter son fonctionnement. L'idée étant qu'en activant des circuits neuronaux spécifiques, les souris parviennent à commander un ordinateur produisant des sons. Pour cela, une règle arbitraire a été établie : un son aigu est émis lorsque certains neurones sont activés et un son grave pour d'autres. Lorsque les souris présentaient l'activité cérébrale induisant l'émission du son aigu, elles avaient alors comme récompense une solution sucrée, tandis que si elles provoquaient l'émission d'un son grave, elles obtenaient de la nourriture calorique. Elles ont commencé à comprendre la règle dès le premier jour et il leur a fallu seulement dix jours pour être performantes à 100%. Elles ont donc appris à contrôler le son avec la force de la pensée, sans bouger le moindre muscle. Afin de
 vérifier si les souris percevaient qu'une telle activité cérébrale produisait tel son avec telle récompense, les chercheurs ont réalisé une seconde expérience. Ils ont ainsi donné beaucoup de sucre aux souris avant de réaliser l'expérience ; elles ont alors commencé la session en produisant uniquement le son grave (qui avait comme récompense la nourriture calorique). Et vice versa. Enfin, pour avoir une boisson, elles devaient cesser d'activer les circuits neuronaux produisant ces sons ; et elles s'arrêtaient. Conclusion : les animaux percevaient que le contrôle du son aigu servait à obtenir du saccharose et que le son grave leur donnait accès à de la nourriture calorique. Les chercheurs ont pu également s'apercevoir que le feed-back de l'activité neuronale (en l'occurrence ici, le son) était essentiel : les souris ne parvenaient pas à apprendre sans le son.

Les expériences n'ont pour l'heure pas été réalisées sur des êtres humains mais le nouveau modèle de prothèse est actuellement en cours d'élaboration à l'Université de Berkeley (São Francisco).

Pour en savoir plus, contacts :

Rui Costa, Fondation Champalimaud - email : ruico...@igc.gulbenkian.pt

Sources :

- "Descoberta de portugueses abre caminho a novas próteses" - Diário de Noticias - 05/03/2012 - Filomena Naves - http://www.dn.pt/inicio/ciencia/interior.aspx?content_id=2341889
- "Cientistas ensinaram animais a pedir açúcar usando só a força da mente" - Público - 05/03/2012 - Andrea Cunha Freitas - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/cwQuN
- "Investigação de cientista português contribui para avanço em neuropróteses" - Expresso - 19/03/2012 - Manuela Cipriano - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/o0eHR
- "Aprendemos a andar da mesma forma que a contar, revela estudo" - Ciência Hoje - 05/03/2012 - Susana Lage - http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=53339&op=all

Rédacteurs :

Sarah DIAS - sarah.d...@diplomatie.gouv.fr ou coop.scientifi...@ifp-lisboa.com

Origine : BE Portugal numéro 53 (30/04/2012) - Ambassade de France au Portugal / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/69870.htm