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Jul 19, 2023

Des chercheurs vont enquêter sur les mécanismes cérébraux derrière le libre arbitre

Imaginez ce scénario : vous et un ami vous promenez dans votre quartier lorsque vous vous arrêtez à un passage pour piétons. Pendant que vous attendez, les bruits du monde et vos pensées intérieures rivalisent pour attirer votre attention.

Imaginez ce scénario : vous et un ami vous promenez dans votre quartier lorsque vous vous arrêtez à un passage pour piétons. Pendant que vous attendez, les bruits du monde et vos pensées intérieures rivalisent pour attirer votre attention. Soudain, vous voyez un automobiliste qui a failli heurter un cycliste.

« Whoa, tu as vu ça ? » dites-vous à votre ami.

"Bien sûr que je l'ai fait; c'était une Ford Mustang de 1967 entièrement restaurée », répond votre ami, faisant référence à une voiture distincte de la collision quasi-circulatoire.

Bien que vous soyez au même endroit au même moment et que vous regardiez la même scène, vous et votre ami avez prêté attention à des choses différentes.

Pourquoi? Et comment?

Une possibilité est que différentes choses dans l’environnement ont attiré votre attention différemment. Mais une autre possibilité est que vous et votre ami ayez pris des décisions volontaires sur les choses auxquelles vous devez prêter attention, en exerçant votre libre arbitre en conséquence.

Financé par une subvention de 900 000 $ sur trois ans de la National Science Foundation, le professeur distingué George R. Mangun, directeur du UC Davis Center for Mind and Brain, lance un projet visant à mieux comprendre les mécanismes cognitifs derrière l'attention volontaire réaliste, ou l'attention dirigée. par le libre arbitre d'un individu. Le projet sera mené en collaboration avec des collègues ingénieurs de l'Université de Floride.

"La façon dont nous utilisons le libre arbitre pour concentrer notre attention influence notre conscience momentanée et notre conscience." — Mangun

Le rôle de l’attention volontaire n’est pas seulement important pour comprendre le fonctionnement sain du cerveau, a-t-il déclaré. C’est également essentiel pour comprendre les troubles du cerveau.

"Presque tous les troubles neurologiques ou psychiatriques touchent une composante de l'attention, et cela implique parfois des déficits du libre arbitre, comme dans la maladie de Parkinson", a-t-il déclaré.

Pendant des décennies, les neuroscientifiques ont sondé les mécanismes cognitifs et neuronaux derrière l'attention volontaire en utilisant des signaux externes (de simples stimuli tels que des flèches) pour diriger l'attention de leurs sujets de recherche vers des endroits spécifiques devant eux. Mais on est loin de la façon dont l’attention volontaire humaine se produit naturellement.

Dans le monde réel, notre libre arbitre nous permet de contrôler ce à quoi nous prêtons attention, même face à des distractions potentielles. Pour tenir compte de cette réalité, les neuroscientifiques étudient souvent le concept de libre arbitre à travers des actions motrices volontaires, demandant aux participants à l'étude d'appuyer sur un bouton de leur propre gré sans l'aide d'un chercheur.

Le projet de Mangun réunira ces deux axes de recherche. Parce qu’orienter l’attention est un acte cognitif et non moteur, les chercheurs espèrent franchir une étape importante dans la compréhension du libre arbitre et de l’attention volontaire.

Le projet de Mangun s'appuiera sur des expériences antérieures menées par son laboratoire en analysant l'activité neuronale qui précède la prise de décision volontaire.

Dans une étude publiée dans le Journal of Cognitive Neuroscience en 2014, Mangun et ses collègues racontent des expériences dans lesquelles ils ont demandé aux participants de regarder un point au centre d'un écran d'ordinateur. Ils ont ensuite invité les participants à concentrer leur attention ailleurs sur l’écran en utilisant leur libre arbitre pour choisir où, mais sans bouger les yeux pour regarder directement l’endroit fréquenté.

En faisant cette demande, les chercheurs ont séparé l’acte cognitif consistant à assister de l’acte moteur consistant à bouger les yeux pour regarder. Mangun et ses collègues ont enregistré les ondes cérébrales des participants (signaux d'électroencéphalographie ou EEG), avant et après qu'ils aient utilisé le libre arbitre pour concentrer leur attention.

"Il s'avère que le modèle continu d'activité cérébrale précédant les choix du libre arbitre du sujet pourrait prédire où il allait concentrer plus tard son attention", a déclaré Mangun. "Grâce aux méthodes des neurosciences, nous avons pu faire une sorte de lecture dans les pensées."

La nouvelle subvention NSF de Mangun franchit une nouvelle étape en appliquant des approches d'apprentissage automatique et des méthodes avancées d'imagerie cérébrale pour identifier les fondements neuronaux précis de ces signaux cérébraux prédictifs. Le projet hautement interdisciplinaire rassemble des ingénieurs tels que le chercheur postdoctoral Sreenivasan Meyyappan et le doctorant en psychologie John Nadra.