Une étude montre que l’activité du cortex visuel des primates est peu liée aux mouvements spontanés

De nombreuses études antérieures en neurosciences ont montré que les animaux traitent les informations sensorielles, telles que les stimuli visuels, les sons, etc., en relation avec leurs mouvements dans leur environnement. Cette idée confirmée expérimentalement, appelée incarnation, a éclairé la compréhension actuelle des cerveaux animaux et humains, ainsi que le développement de systèmes robotiques bio-inspirés.

Des chercheurs des National Institutes of Health et de l’Université du Maryland ont récemment mené une étude sur les primates visant à mieux comprendre les mécanismes neuronaux qui soutiennent l’incarnation. Leur article, publié dans Neurosciences naturellesont montré que l’activité du cortex visuel des animaux est peu liée à leurs mouvements spontanés, mais cette association pourrait s’expliquer en grande partie par l’impact de ces mouvements sur les images formées sur la rétine (c’est-à-dire la couche située à l’arrière du globe oculaire). ).

“Les organismes traitent les informations sensorielles dans le contexte de leurs propres corps en mouvement, une idée appelée incarnation”, ont écrit Bharat Chandra Talluri, Incheol Kang et leurs collègues dans leur article. “Cette idée est importante pour les neurosciences du développement, la robotique et les neurosciences des systèmes. Les mécanismes qui soutiennent l’incarnation sont inconnus, mais une manifestation pourrait être l’observation chez la souris d’une neuromodulation à l’échelle du cerveau, y compris dans le cortex visuel primaire, entraînée par un corps spontané sans rapport avec la tâche. mouvements.”

Des expériences antérieures sur des souris avaient montré que le cerveau, en particulier les régions cérébrales connues pour soutenir le traitement des informations sensorielles, s’adaptait en réponse aux mouvements spontanés des animaux. Talluri, Kang et leurs collègues ont entrepris d’explorer davantage le lien possible entre cette neuromodulation liée au mouvement observée et l’incarnation.

Pour ce faire, ils ont réalisé une série d’expériences sur des singes macaques (Macaca mulatta), dont le système visuel ressemble beaucoup à celui des humains. Les singes ont accompli une série de tâches visuelles, qui consistaient à fixer leur regard sur un endroit particulier d’un écran et à faire la distinction entre différents stimuli visuels.

Pendant que les animaux accomplissaient ces tâches, les chercheurs enregistraient l’activité de leur cortex visuel, zone cérébrale associée au traitement des informations visuelles. Les animaux ont également été enregistrés sur vidéo, afin que l’équipe puisse suivre leurs mouvements spontanés du visage et du corps tout au long de l’expérience.

“Nous avons recherché une comparaison directe en utilisant une approche analogue à celle utilisée dans les études sur la souris”, ont écrit Chandra Talluri, Kang et leurs collègues.

Les résultats recueillis par les chercheurs ont montré que les mouvements spontanés du visage et du corps des singes macaques au cours de l’expérience n’expliquaient que très peu de la variabilité de l’activité neuronale enregistrée dans leur cortex visuel. Néanmoins, ce lien minimal entre les mouvements et l’activité du cortex visuel était quasiment inexistant lorsque l’impact des mouvements oculaires était pris en compte.

Ces résultats ne correspondent pas à ceux précédemment collectés lors d’expériences sur des souris, même si l’équipe a utilisé les mêmes méthodes expérimentales. Cela suggère qu’il pourrait y avoir des différences marquées dans l’organisation cérébrale des rongeurs et des primates.

Des études futures pourraient approfondir ces différences, afin de mieux comprendre leur possible relation avec l’incarnation. Collectivement, ces travaux pourraient apporter un nouvel éclairage sur l’étendue et la nature de la modulation neuronale associée aux mouvements effectués par les animaux, ce qui pourrait à son tour éclairer le développement de robots bio-inspirés plus avancés.

“Nous avons constaté que l’activité du cortex visuel des primates (V1, V2 et V3/V3A) était associée aux propres mouvements des animaux, mais cette modulation s’expliquait en grande partie par l’impact des mouvements sur l’image rétinienne, c’est-à-dire par des changements en entrée visuelle”, ont écrit les chercheurs dans leur article. “Ces résultats indiquent que le cortex visuel chez les primates est peu piloté par des mouvements spontanés et peut refléter des stratégies sensorimotrices spécifiques à l’espèce.”

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