313. NEUROSCIENCES

Comment les circuits cérébraux stimulent le comportement imitatif : Le Miroir des esprits

Résumé : Des chercheurs ont découvert comment les circuits neuronaux du cerveau régulent le comportement imitatif, un élément clé de l'interaction sociale. À l'aide d'une technique de stimulation cérébrale non invasive, l'étude montre comment des circuits moteurs spécifiques renforcent ou inhibent l'imitation, mettant en lumière des applications cliniques potentielles.

Ces recherches pourraient déboucher sur des thérapies visant à améliorer les performances cognitives et à gérer les dysfonctionnements sociaux. En manipulant la plasticité cérébrale, les scientifiques visent à mieux comprendre et contrôler les comportements d’imitation automatique.

Faits marquants :

1. Importance de l'imitation : Le comportement imitateur est essentiel aux interactions sociales et influence la dynamique de groupe. Il peut avoir des effets positifs et négatifs sur le comportement social.

2. Circuits neuronaux : Différents circuits du système moteur du cerveau jouent des rôles distincts dans l'imitation, certains améliorant le mimétisme automatique et d'autres exerçant un contrôle cognitif pour inhiber l'imitation inappropriée.

3. Technique avancée : L'étude a utilisé la stimulation associative appariée cortico-corticale (ccPAS) pour manipuler la connectivité cérébrale, mettant en évidence le rôle de la zone prémotrice ventrale, de la zone motrice supplémentaire et du cortex moteur primaire.

Source : Université de Bologne

Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par des scientifiques de l’Université de Bologne, a étudié les mécanismes neuronaux qui sous-tendent le comportement imitatif : un phénomène qui facilite l’interaction et la cohésion sociale et permet aux individus d’interagir spontanément avec les autres.

L’étude, publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , a permis de découvrir de nouvelles perspectives sur la façon dont le cerveau régule ce comportement, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives d’applications cliniques et thérapeutiques.

« Nos résultats ouvrent de nouvelles voies pour comprendre comment la plasticité cérébrale peut être manipulée pour augmenter ou diminuer le comportement d'imitation et rendre les gens moins sensibles aux interférences lors de l'exécution d'une tâche », explique Alessio Avenanti, professeur au département de psychologie « Renzo Canestrari » de l'université de Bologne, qui a coordonné l'étude.

« Cela pourrait conduire à des applications thérapeutiques pour améliorer les performances cognitives des patients souffrant de troubles neurologiques et de troubles du dysfonctionnement social ».

QU'EST-CE QUE L'IMITATION AUTOMATIQUE ?

Le comportement d’imitation est à la base de nombreuses interactions sociales complexes et peut influencer les relations interpersonnelles ainsi que la dynamique de groupe. De plus, l’imitation automatique peut avoir des conséquences négatives et doit souvent être contrôlée : pour arrêter un penalty, par exemple, un gardien de but doit inhiber l’imitation des mouvements de l’attaquant.

« L’imitation automatique est un comportement omniprésent dans la vie quotidienne : pensez au moment où nous voyons quelqu’un bâiller et ressentons immédiatement le besoin de faire de même, ou lorsque nous remarquons que notre discours ou nos expressions faciales s’adaptent à ceux d’un ami avec qui nous parlons », confirme Sonia Turrini, chercheuse au département de psychologie « Renzo Canestrari » de l’université de Bologne et première auteure de l’étude.

« Comprendre les mécanismes à l’origine de ce phénomène peut donc apporter de nouvelles perspectives sur le comportement social, qui est le contexte dans lequel se déroule la majeure partie de notre vie quotidienne ».

UNE TECHNIQUE DE STIMULATION CÉRÉBRALE AVANCÉE

On sait que le système moteur est constamment impliqué dans l'imitation automatique des actions, des expressions faciales et de la parole, mais les rôles précis et potentiellement distincts des différents circuits cortico-corticaux au sein du système moteur restent à élucider.

Pour éclaircir ce point, les chercheurs ont utilisé une technique avancée de stimulation cérébrale non invasive appelée « stimulation associative cortico-corticale appariée » (ccPAS), que le groupe de recherche du professeur Avenanti a contribué à développer.

« Grâce à cette technique de stimulation, il a été possible de cibler les mécanismes de plasticité du connectome cérébral, la carte complète des connexions neuronales du cerveau », explique le Pr Avenanti.

« En améliorant ou en entravant temporairement la communication entre différentes zones du système moteur, il a été possible de déterminer le rôle causal des différents circuits dans la facilitation ou l’inhibition du phénomène d’imitation automatique ».

L’EXPÉRIENCE

L'étude a porté sur 80 participants en bonne santé répartis en quatre groupes, chacun soumis à un protocole ccPAS différent. Chaque participant a effectué deux tâches comportementales, avant et après le traitement ccPAS : une tâche d'imitation volontaire et une tâche d'imitation automatique.

L’objectif était de tester si la manipulation de la connectivité entre les aires frontales – en particulier l’aire prémotrice ventrale (PMv), l’aire motrice supplémentaire (SMA) et le cortex moteur primaire (M1) – influence l’imitation automatique et volontaire. Les
résultats ont montré que différents circuits du système moteur remplissent des fonctions sociales distinctes et dissociables, et que la direction de la stimulation et la zone ciblée affectent différemment les circuits neuronaux impliqués dans l’imitation.

« Nous avons constaté qu’une amélioration de la connectivité entre l’aire prémotrice ventrale (PMv) et le cortex moteur primaire (M1) augmente la tendance à imiter automatiquement le comportement des autres, alors que son affaiblissement a l’effet inverse », explique Sonia Turrini.

« Au contraire, le cortex moteur supplémentaire (SMA) semble avoir un rôle de contrôle cognitif sur le système moteur : l’amélioration de sa connectivité avec le cortex moteur primaire (M1) induit en réalité une plus grande capacité à éviter l’imitation lorsque celle-ci est inappropriée au contexte ».

LES PROTAGONISTES DE LA RECHERCHE

Français La recherche, menée au Centre d'études et de recherche en neurosciences cognitives du Département de psychologie « Renzo Canestrari » de l'Université de Bologne (Campus de Cesena), a été publiée dans la revue PNAS sous le titre « Spike-timing-dependent plasticity induction reveals dissociable supplementary- and premotor-motor pathways to automatic imitation ».

Financement : Outre Alessio Avenanti et Sonia Turrini, les autres contributeurs étaient Francesca Fiori, Naomi Bevacqua, Chiara Saracini, Boris Lucero et Matteo Candidi. La recherche a été financée par le PNRR Extended Partnership in Neuroscience and Neuropharmacology (projet MNESYS), la Fondation Bial et la Fondation italienne pour la sclérose en plaques, entre autres.

À propos de cette actualité sur la recherche en neurosciences sociales

Auteur : Matteo Benni
Source : Université de Bologne
Contact : Matteo Benni – Université de Bologne
Image : L'image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès fermé.
« L'induction de plasticité dépendante du timing des pics révèle des voies motrices supplémentaires et prémotrices dissociables pour l'imitation automatique » par Alessio Avenanti et al. PNAS

Abstrait

L'induction de la plasticité dépendante du timing des pics révèle des voies motrices supplémentaires et prémotrices dissociables vers l'imitation automatique

Les humains ont tendance à imiter spontanément le comportement des autres, même lorsque cela nuit à la tâche à accomplir. Le réseau d'observation de l'action (AON) est systématiquement sollicité lors des tâches d'imitation.

Cependant, il reste à déterminer si l'imitation automatique est médiée par des projections cortico-corticales des régions AON vers le cortex moteur primaire (M1). De même, le rôle potentiellement dissociable des voies AON-M1 impliquant le cortex prémoteur ventral (PMv) ou l'aire motrice supplémentaire (SMA) dans l'imitation automatique n'est pas clair.

Ici, nous avons utilisé la stimulation associative appariée cortico-corticale (ccPAS) pour améliorer ou entraver la connectivité efficace dans les voies PMv-à-M1 et SMA-à-M1 via la plasticité dépendante du timing des pics hébbiens (STDP) pour tester leur pertinence fonctionnelle pour l'imitation motrice automatique et volontaire. La ccPAS a affecté le comportement sous compétition entre les règles de la tâche et les associations visuomotrices prédominantes sous-tendant l'imitation automatique.

Nous avons constaté des effets dissociables de la manipulation de la force des deux voies. Alors que le renforcement des projections PMv-à-M1 améliorait l’imitation automatique, leur affaiblissement l’entravait.

D’autre part, le renforcement des projections SMA-M1 a réduit l’imitation automatique mais a également réduit l’interférence des signaux non pertinents pour la tâche lors de l’imitation volontaire.

Notre étude démontre que la conduite du STDP hébbien dans les projections AON-à-M1 induit des effets opposés sur l'imitation automatique qui dépendent de la voie ciblée.

Nos résultats fournissent une preuve causale directe du rôle fonctionnel des projections PMv-à-M1 pour l’imitation automatique, apparemment impliquées dans la mise en miroir spontanée des actions observées et facilitant la tendance à les imiter.

De plus, nos résultats soutiennent l’idée selon laquelle l’AMS exerce une fonction de porte opposée, contrôlant M1 pour empêcher un comportement moteur manifeste lorsqu’il est inadéquat au contexte.

Septembre 2024