Une équipe de chercheurs, portée par Bruno Delord, chercheur à l’ISIR et professeur en neurosciences computationnelles à Sorbonne Université, en collaboration avec Philippe Faure, directeur de recherche CNRS à l’Ecole Supérieure de Chimie Physique Industrielle de la ville de Paris (ESCPI), et Jérémie Naudé, chargé de recherche CNRS à l’Institut de Génétique Fonctionnelle (IGF) à Montpellier, dévoile des travaux explorant le rôle de la dopamine dans la motivation. Si cette molécule est bien connue pour son implication dans l’apprentissage par renforcement, ces recherches montrent qu’elle est également le moteur des actions orientées vers un objectif, allant ainsi plus loin dans l’analyse des mécanismes cérébraux.
Comprendre la dopamine au-delà de l’apprentissage
Depuis des années, les chercheurs s’intéressent au rôle de la dopamine dans l’apprentissage par renforcement, un mécanisme par lequel le cerveau associe des actions à des récompenses pour ajuster son comportement. Ce projet va plus loin en explorant comment la dopamine, au-delà de son rôle dans l’apprentissage, est à l’origine de la motivation, véritable moteur des actions dirigées vers un objectif.
L’objectif de ces travaux est de décoder les mécanismes biologiques responsables de ce rôle clé de la dopamine dans la motivation. À travers une approche systémique, les chercheurs s’attachent à interpréter la dynamique des réseaux de neurones corticaux, les processus cognitifs exécutifs et le comportement animal observé, pour mieux comprendre ce contrôle dopaminergique les faisant basculer dans un régime de fonctionnement orienté vers un but.
Un double rôle pour la dopamine
Les résultats révèlent que la dopamine joue un double rôle essentiel. Lors de l’apprentissage, elle aide à créer des « attracteurs latents » : des configurations stables de l’activité neuronale qui correspondent aux situations passées récompensées (par exemple, action de boire à l’évier de l’eau fraiche) et qui peuvent potentiellement attirer l’activité neuronale vers ces situations (action de retourner à l’évier). Cependant, seule une dopamine motivationnelle (déclencher un besoin comme la soif) peut activer ces attracteurs latents et les transformer en attracteurs effectifs qui activent le comportement (je veux boire donc je me déplace) et l’oriente (je vais à l’évier).
Ce mécanisme provoque alors un comportement orienté : dans notre exemple, non seulement l’individu souhaite boire, mais il se déplace spécifiquement vers l’évier plutôt qu’au hasard. Cette découverte est la première théorie mécanistique à expliquer, de manière causale, comment la dopamine sous-tend la motivation à la fois comme un comportement activationnel (agir) et directionnel (agir avec un but).
Une recherche entre neuroscience et robotique
Ces travaux s’inscrivent dans le contexte d’une recherche à l’interface entre neuroscience et robotique à l’ISIR. Plus précisément d’une activité en neurosciences computationnelles au sein de l’équipe ACIDE qui vise à décrire et comprendre les processus exécutifs chez l’animal et l’homme, ce qui est essentiel dans ces domaines.
Cette étude « Dopamine builds and reveals reward-associated latent behavioral attractors » fait l’objet d’une parution dans la revue scientifique Nature Communications. Une avancée majeure dans la compréhension du cerveau et de ses mécanismes qui pourrait transformer notre manière d’appréhender la relation entre motivation et comportement.
Référent scientifique : Bruno Delord, professeur en Neurosciences Computationnelles
En savoir plus sur ces travaux de recherche.
Publié le 09/12/2024.
