Les ondes cérébrales se synchronisent 'pour apprendre'


Les ondes cérébrales se synchronisent 'pour apprendre'

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont publié de nouvelles découvertes dans le journal Neuron Sur la façon dont le cerveau humain peut rapidement absorber et analyser de nouvelles informations.

Les «ondes cérébrales» sont des oscillations produites par les signaux électriques combinés de millions de neurones. Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont constaté que, lorsque les singes apprennent à catégoriser différents modèles de points, les ondes cérébrales de deux régions impliquées dans l'apprentissage se synchronisent pour former de nouveaux circuits de communication.

Dans ces catégories, les scientifiques ont déjà montré que les neurones dans une de ces régions du cerveau - le striatum, qui contrôle la formation de l'habitude - deviennent actifs en premier, puis suivis par l'activation plus lente des neurones dans le cortex préfrontal qui est Le système de contrôle exécutif du cerveau.

Ensuite, les chercheurs ont voulu voir si cette activation échelonnée est le résultat de la communication entre les deux régions, ou si elles fonctionnent simplement de manière indépendante. Pour tester cela, ils ont utilisé l'électroencéphalographie (EEG) pour mesurer les ondes cérébrales chez les singes car les animaux ont appris à trier les modèles de points en catégories

Pour commencer, les singes ont montré deux exemples différents ("examplars") de chacune des deux catégories de points. Le nombre d'exemplaires montrés aux singes a été doublé après chaque tour.

Finalement, au moment où ils ne pouvaient plus mémoriser quels exemples spécifiques appartenaient à quelle catégorie, les singes ont commencé à comprendre les traits qui caractérisaient les deux catégories.

À la fin de la tâche, les singes pouvaient être représentés 256 exemplaires uniques et les classer correctement.

Le cerveau forme des circuits uniques spécifiques aux catégories étudiées

Alors que les singes apprenaient la tâche, les chercheurs ont surveillé les changements dans les schémas EEG des animaux. En particulier, ils ont remarqué qu'au point où les singes ont passé de simplement mémoriser les points à la compréhension des catégories, les scientifiques ont vu de nouveaux modèles d'ondes cérébrales, appelés «bandes bêta», correspondent à l'adoption du nouveau processus de réflexion.

Les chercheurs ont utilisé l'électroencéphalographie pour mesurer les ondes cérébrales chez les singes, car les animaux ont appris à trier les modèles de points en catégories.

Ces bandes bêta, bien que produites indépendamment par le striatum et le cortex préfrontal, ont commencé à se synchroniser. Earl Miller, professeur de neurologie au MIT et auteur principal de l'étude, affirme que cela montre que les deux régions se communiquent.

"Il existe un mécanisme inconnu qui permet de se former ces motifs de résonance, et ces circuits commencent à bourdonner", dit-il. "Ce bourdonnement peut alors favoriser des changements ultérieurs de plasticité à long terme dans le cerveau, de sorte que de vrais circuits anatomiques peuvent se former. La première chose qui se passe, c'est qu'ils commencent à bourdonner ensemble."

Fait intéressant, comme les singes sont devenus confiants dans le tri des points en catégories, les chercheurs ont noté deux circuits distincts qui reliaient le striatum et le cortex préfrontal - correspondant chacun à l'une des catégories.

Ces circuits subiront d'autres modifications, car d'autres informations concernant les catégories sont reçues et interprétées par les animaux.

Le professeur Miller explique que le cortex préfrontal qui apprend les catégories «n'est pas la fin du jeu». Pour Miller, ces circuits de mise à jour constante caractérisent «la nature ouverte de la pensée humaine. Vous continuez à développer vos connaissances».

"Nous voyons des preuves directes pour les interactions entre ces deux systèmes pendant l'apprentissage, ce qui n'a pas été vu auparavant", dit-il. "L'apprentissage par catégorie de nouveaux circuits fonctionnels entre ces deux domaines et ces circuits fonctionnels sont basés sur le rythme, Ce qui est essentiel car il s'agit d'un concept relativement nouveau en neuroscience des systèmes ".

Il ajoute:

Si vous pouvez changer vos pensées d'un moment à l'autre, vous ne pouvez pas le faire en établissant constamment de nouvelles connexions et en les séparant dans votre cerveau. La plasticité ne se produit pas sur ce genre d'échelle de temps.

Il doit y avoir un moyen d'établir dynamiquement des circuits pour correspondre aux pensées que nous avons en ce moment, et si nous changeons d'avis un moment plus tard, ces circuits se décomposent en quelque sorte. Nous pensons que les ondes cérébrales synchronisées peuvent être comme le fait le cerveau."

Les chercheurs du MIT examinent maintenant comment le cerveau apprend plus d'informations abstraites et comment cette abstraction se reflète dans l'activité du striatum et du cortex préfrontal.

Plus tôt cette semaine, Medical-Diag.com Rapporté sur une étude publiée dans le journal Science Que le sommeil trouva la mémoire après avoir appris.

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