Les décisions se prennent en agissant!

  • Forum
  • Le 7 décembre 2015

  • Dominique Nancy
Les chercheurs ont établi comment l’activité d’une structure cérébrale se déploie lors de la prise de décision.

Les chercheurs ont établi comment l’activité d’une structure cérébrale se déploie lors de la prise de décision.

En 5 secondes

Les travaux de Paul Cisek et David Thura révèlent une fonction méconnue des aires corticales motrices.

Imaginez-vous en train de marcher dans la rue par une belle journée d'été. Les trottoirs sont achalandés, les obstacles nombreux. Vous devez constamment modifier votre trajectoire afin de poursuivre votre route. Comment le cerveau procède-t-il pour accomplir cette tâche? Où et comment intègre-t-il les informations guidant ces choix? Comment détermine-t-il le moment où l'action choisie sera exécutée?

Une théorie influente parmi les spécialistes de ces questions stipule que ces processus sont principalement régis par des aires dites «cognitives», situées à l'avant du lobe frontal. Mais les travaux de Paul Cisek et David Thura, respectivement professeur et chercheur au Département de neurosciences de l'Université de Montréal, montrent que ce n'est pas le cas.

«La période de réflexion et le moment du choix de l'action à accomplir semblent être déterminés par les structures qui se trouvent à l'arrière du lobe frontal, celles-là mêmes qui entrent en jeu dans l'exécution et le contrôle des mouvements volontaires», affirme le professeur Cisek.

Pour parvenir à le démontrer, les chercheurs ont entraîné des sujets à réaliser une tâche de prise de décision entre deux actions possibles guidées par des stimulus visuels qui évoluaient dans le temps. Durant chaque test, les sujets déterminaient eux-mêmes le moment où ils estimaient avoir obtenu assez d'informations pour exprimer leur choix en déplaçant une manette posée sur une table. La difficulté des exercices pouvait varier d'un test à l'autre et les participants obtenaient une récompense dans le cas où ils faisaient le bon choix.

Afin de tester l'hypothèse selon laquelle les aires corticales responsables du contrôle des mouvements du bras sont aussi mises à contribution dans la prise de décision, l'activité électrique des neurones de deux de ces régions, le cortex prémoteur dorsal et le cortex moteur primaire, a été enregistrée. En analysant la fréquence des décharges électriques émises par les neurones au regard du comportement des sujets et des caractéristiques des tests auxquels ils ont été soumis, Paul Cisek et David Thura ont pu établir comment l'activité d'une structure cérébrale se déploie lors de la prise de décision.

Leur découverte a fait l'objet d'une publication dans la revue scientifique Neuron.

Deux étapes clés de la prise de décision

«L'originalité de la tâche comportementale utilisée dans notre étude réside dans le fait qu'elle tient compte des éléments caractéristiques d'une prise de décision réelle, à savoir des indices informatifs évoluant au cours du temps, le choix libre et volontaire, et l'expression de la décision par l'exécution d'une action. Cela a permis de dissocier les deux étapes cruciales qui la caractérisent, soit la période de réflexion où les informations pertinentes au choix sont évaluées et le choix proprement dit, qui marque la fin du processus de décision et le début de la réponse motrice», explique M. Thura.

Résultat? Les régions motrices et promotrices sont actives dans ces deux étapes de la prise de décision.

Tout d'abord, l'activité des neurones du cortex prémoteur dorsal et du cortex moteur primaire varie en fonction de l'évolution des indices visuels employés pour prendre les décisions pendant la période de réflexion. «Nous pensons que ce que nous avons observé est le résultat de la compétition entre les cellules “votant” pour chacune des options qui s'offrent au participant», mentionne M. Thura.

Autre surprise : moins de 300 millisecondes avant que le sujet exécute son mouvement pour exprimer sa décision, l'activité des cellules votant pour l'option choisie atteint un pic dont l'intensité est indépendante de la difficulté et de la durée de la décision. Ce pic correspond, au dire des chercheurs, à la signature neuronale de l'instant précis où le sujet fait son choix. «Il est ainsi tout à fait possible de prédire le choix que fera le participant, avant même que celui-ci bouge, simplement en observant l'activité de ses cellules», signale M. Cisek.

Pour le professeur et son stagiaire postdoctoral, ces résultats indiquent que ce sont bien ces structures motrices qui déterminent l'option choisie par le sujet ainsi que l'occurrence de ce choix. «Cela démontre qu'on ne s'engage réellement dans un choix que lorsqu'on exécute une action. Nous ne pouvons ensuite qu'en assumer les conséquences», déclare M. Cisek.

Un mécanisme hérité de l'évolution

Selon les chercheurs, le mécanisme mis en évidence dans leur étude est intimement lié à la nature de la décision, à savoir un choix entre deux actes moteurs. «Bien entendu, on est aussi capable de prendre des décisions qui n'ont rien à voir avec l'exécution de mouvements. Par exemple, quand on opte pour l'achat d'une maison plutôt qu'une autre ou qu'on décide d'investir en Bourse. De telles décisions sont abstraites et les régions cognitives du cerveau sont alors sollicitées», souligne M. Cisek. Le professeur rappelle que tout un pan des neurosciences cognitives est consacré à l'étude de ces structures dans la formation des décisions applicables à l'économie. «C'est la neuroéconomie.»

Les travaux de M. Cisek défendent une approche différente de l'étude de la prise de décision. Pour lui, il est plus pertinent d'aborder le problème en tenant compte du fait que le cerveau a évolué pendant des millions d'années en permettant aux animaux d'exécuter des décisions concrètes, très différentes de celles étudiées en neuroéconomie. Elles sont le plus souvent liées à des actions à accomplir dans un environnement changeant, sous la pression de prédateurs, et déterminant directement la survie des individus. «Le cerveau est une structure qui a été très bien conservée au cours de l'évolution. Il y a donc toutes les chances que les mécanismes utilisés par les animaux pour survivre dans leur environnement soient aussi ceux employés par les êtres humains dans la vie de tous les jours», conclut M. Cisek.