Qu’il s’agisse de fermer une porte de manière incorrecte ou de donner un coup de pied au football, notre cerveau nous avertit lorsque nous avons commis une erreur, vehicle ces sons diffèrent de ce que nous nous attendons à entendre. Bien qu’il soit établi depuis longtemps que nos neurones détectent ces erreurs, il reste difficile de savoir s’il existe des cellules cérébrales qui n’ont qu’une seule tâche : signaler lorsqu’un son est inattendu ou « éteint ».
Une équipe de neuroscientifiques de l’Université de New York a identifié une classe de neurones — ce qu’elle appelle les « neurones à erreur de prédiction » — qui ne réagissent pas aux sons en général, mais réagissent uniquement lorsque les sons violent les attentes, envoyant ainsi le concept qu’un une erreur a été commise.
« Les cerveaux sont remarquables pour détecter ce qui se passe dans le monde, mais ils sont encore meilleurs pour vous dire si ce qui s’est passé était attendu ou non », explique David Schneider, professeur adjoint au Heart for Neural Science de NYU et auteur principal de l’étude. qui apparaît dans JNeurosci. « Nous avons découvert qu’il existe des neurones spécifiques dans le cerveau qui ne vous disent pas ce qui s’est passé, mais plutôt ce qui n’a pas fonctionné. »
Les auteurs de l’article ajoutent que les résultats pourraient potentiellement aider à mieux éclairer le processus d’apprentissage, à identifier les causes de certaines affections et à repérer les aptitudes liées au son.
« Des neurones comme ceux-ci pourraient être essentiels pour apprendre à parler ou à jouer d’un instrument de musique », notice Nicholas Audette, chercheur postdoctoral au Middle for Neural Science de NYU et auteur principal de l’article. « Ces deux comportements impliquent beaucoup d’essais et d’erreurs, beaucoup d’erreurs et beaucoup d’apprentissage de leurs erreurs. » Schneider a ajouté : « Les musiciens gurus ont-ils de meilleurs neurones d’erreur de prédiction que les novices? Et dans les maladies dans lesquelles la parole est sous-développée, la prédiction est-elle les neurones d’erreur fonctionnent-ils mal ? »
Les comportements ont souvent des conséquences sensorielles prévisibles. Par exemple, lorsque nous fermons la portière d’une voiture, nous nous attendons à entendre un « bruit sourd » anticipé à une section particulière du mouvement de notre bras. Et ces comportements ne se limitent pas aux humains : les singes, les souris et d’autres animaux peuvent apprendre à prédire quel son un mouvement produira et quand ce son se produira.
Des recherches antérieures ont montré que dans le cerveau des humains et d’autres animaux, les neurones ont des réponses significatives lorsqu’un son viole les attentes de l’animal et des réponses moreover faibles lorsqu’un son correspond à ces attentes. Mais on ne savait pas vraiment s’il existait des neurones qui n’avaient qu’une seule fonction : signaler lorsqu’un son était inattendu.
Pour répondre à cette concern, Schneider et Audette se sont appuyés sur leurs travaux antérieurs, qui ont découvert comment le cerveau fait la difference entre les « bons » et les « mauvais » sons. Dans la nouvelle étude JNeurosci, ils ont étudié les réponses chez la souris à travers une série d’expériences et en isolant l’activité neuronale.
Lors des expériences, les souris ont entendu un son particulier après avoir appuyé sur un levier. Cela a été fait à plusieurs reprises, jusqu’à ce qu’ils associent ce son lors de la pression. Les chercheurs ont ensuite modifié les sons que les souris entendaient lors des pressions suivantes – une méthode conçue pour imiter les sons inattendus que les humains entendent lorsqu’ils font des erreurs.
Les scientifiques ont découvert que de nombreux neurones des souris (« neurones à erreur de prédiction ») étaient silencieux, ce qui signifie qu’ils ne produisaient pas de signaux pouvant être utilisés par d’autres get-togethers du cerveau, sauf lorsque les souris faisaient un mouvement et entendaient quelque selected d’inexplicable.
In addition précisément, ils ont découvert que les neurones individuels d’erreur de prédiction dans le cortex auditif des souris signalaient non seulement quand quelque selected n’allait pas, mais ils signalaient également ce qui n’allait pas.
Par exemple, chaque fois que le son était trop faible, un groupe de neurones d’erreur de prédiction était activé. Cependant, lorsque le son atteignait le volume attendu mais arrivait trop tard, un groupe complètement différent de neurones à erreur de prédiction était actif.
« Lorsqu’un mouvement émet un son inattendu, il peut violer nos attentes de différentes manières », explique Schneider. « Différents neurones sont actifs lorsqu’un mouvement émet un son trop faible, et d’autres neurones lorsque le mouvement émet un son incorrect. »
Cette recherche a été financée par une subvention des Nationwide Institutes of Health (R01-DC018802).
