La recherche suggère que les circuits situés dans les noyaux gris centraux sélectionnent les meilleures associations sensorielles-motrices pour générer les plans d’action les plus gratifiants. Le modèle informatique peut rendre compte des diverses fonctions dans lesquelles les circuits sont impliqués :prise de décisions, acquisition de compétences par apprentissage par renforcement et planification d'itinéraires, entre autres.
Les modèles précédents des noyaux gris centraux se sont concentrés sur le rôle des circuits dans le contrôle moteur. Le nouveau modèle propose un cadre informatique plus complet qui peut expliquer à la fois les fonctions motrices et cognitives de cette zone cérébrale.
"Notre objectif était de comprendre le calcul qui a lieu dans les noyaux gris centraux chez différentes espèces et comportements, et de fournir un cadre informatique unificateur qui prend en compte toutes les différentes fonctions dans lesquelles les noyaux gris centraux ont été impliqués", a déclaré l'auteur principal Samuel A. Musallam, PhD, professeur agrégé de neurosciences à l'Université de Californie à Irvine.
"Le nouveau modèle nous permet de comprendre les mécanismes neuronaux qui donnent lieu à un comportement sur de nombreuses échelles de temps, depuis les ajustements rapides des mouvements en réponse à des récompenses et des erreurs immédiates, jusqu'à l'apprentissage à long terme de séquences comportementales qui se déroulent sur plusieurs secondes", a-t-il déclaré. dit.
La recherche a été publiée le 30 août dans la revue Neuron.
Le modèle peut expliquer comment les animaux effectuent un éventail de tâches sensori-motrices dans le monde naturel, notamment des mouvements habiles pour atteindre des cibles visuelles, la planification des trajectoires des mouvements oculaires pour sélectionner des objets cibles à fixer tout en cherchant de la nourriture et l'acquisition du langage grâce à l'apprentissage associatif. .
"Le modèle révèle des mécanismes informatiques communs à toutes les espèces et à toutes les tâches", a déclaré Musallam. "Malgré de grandes différences dans les systèmes moteur et cognitif chez les animaux, les noyaux gris centraux semblent utiliser des principes de calcul similaires, que le système contrôle les mouvements d'atteinte ou les mouvements oculaires ; et que ces principes sont partagés dans différentes tâches telles que la planification motrice et prise de décision."
Musallam et son équipe utilisent désormais le modèle pour faire des prédictions plus précises qui peuvent être testées avec des enregistrements neuronaux sur des animaux expérimentaux. Ils prévoient également d'utiliser ce modèle pour développer de nouvelles stratégies de traitement des maladies neurologiques qui affectent les noyaux gris centraux, comme la maladie de Parkinson.
