Comment différentes zones du cortex préfrontal influencent la variabilité temporelle chez les singes individuels

Des neuroscientifiques du RIKEN ont découvert les effets de différentes zones du cortex préfrontal des macaques sur la variabilité du temps nécessaire à l’exécution de tâches impliquant des décisions rapides. Ces informations pourraient aider à adapter la rééducation des personnes atteintes de lésions du cortex préfrontal.

Nous devons souvent effectuer des tâches qui nécessitent de prendre des décisions rapides et successives. Le temps nécessaire pour effectuer chaque tâche individuelle est assez constant pour un jeune, mais pour une personne plus âgée, il peut varier considérablement d’une tâche à l’autre.

« Les jeunes en bonne santé ont tendance à avoir des performances élevées et constantes lorsqu’ils effectuent ces tâches », explique Keiji Tanaka, du Centre RIKEN pour les sciences du cerveau. « Mais à mesure que l’on vieillit, les performances deviennent plus irrégulières : parfois, on obtient de bons résultats, d’autres fois, de mauvais résultats. Cette variabilité se produit sur une courte période de quelques minutes. »

Cette qualité a des répercussions importantes sur la vie quotidienne. Elle permet par exemple de prédire le taux de mortalité des personnes âgées, toutes causes confondues. « C’est aussi un enjeu sociétal essentiel », explique Tanaka. « Nous voulons que les employés soient cohérents. »

Mais la cause de cette variabilité n’a pas été beaucoup étudiée. On pense que le cortex préfrontal, la région du cerveau responsable de nombreuses fonctions cognitives supérieures, est impliqué. « C’est une mesure qui se dégrade avec l’âge, mais aussi avec les lésions cérébrales, en particulier au niveau du cortex préfrontal », note Tanaka. « Mais on ne sait pas grand-chose d’autre au-delà. »

Pour découvrir l’effet des différentes zones du cortex préfrontal sur la variabilité, Tanaka et deux collègues ont mené des expériences sur 21 macaques. Leurs travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

Ils ont entraîné les singes à effectuer des tâches consistant à sélectionner un stimulus ayant soit la même couleur, soit la même forme qu’un stimulus cible. Pour compliquer la tâche des singes, les chercheurs ont changé les règles (même couleur ou même forme) à mi-chemin.

L’équipe a ensuite endommagé ou lésé différentes zones du cortex préfrontal et observé l’effet que cela avait sur les performances des singes lors des tests.

Ils ont constaté que la variabilité du temps de réponse diminuait en cas de lésion d’une zone (cortex cingulaire antérieur), alors qu’elle augmentait en cas de lésion d’une autre zone (cortex orbitofrontal). Les lésions dans deux autres zones préfrontales (cortex frontopolaire et cortex préfrontal dorsolatéral moyen) avaient peu d’effet sur la variabilité du temps de réponse.

Ces résultats fournissent des informations précieuses sur la manière dont les différentes parties du cortex préfrontal fonctionnent lors de la prise de décision, explique Tanaka.