Le cerveau fait bien plus que traiter l’information : il apprend des expériences passées et fait des prédictions sur l’avenir immédiat. De cette façon, nous pouvons vivre en toute sécurité des expériences quotidiennes.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Tübingen, en Allemagne, a découvert comment notre cerveau traite et anticipe les informations provenant de l’environnement. L’étude, publiée dans Nature Communications, jette un nouvel éclairage sur les mécanismes neuronaux qui nous permettent de nous adapter et de répondre efficacement à notre environnement.
L’équipe, dirigée par le professeur Dr. Markus Siegeldu Hertie Institute for Clinical Brain Research, a montré que notre cerveau optimise constamment sa perception du monde.
Pour ce faire, il tire les leçons des expériences passées et fait des prédictions sur l’avenir. Ce processus, appelé « apprentissage prédictif », pourrait expliquer pourquoi nous sommes capables de traiter les informations rapidement et de naviguer facilement dans les situations quotidiennes.
Méthodologie innovante
Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont utilisé une technique avancée appelée magnétoencéphalographie (MEG). Cette technologie permet de mesurer l’activité cérébrale de manière non invasive, en enregistrant les champs magnétiques générés par l’activité neuronale à l’extérieur du crâne.
Au cours de l’expérience, les participants ont entendu une série de tons de structures différentes. Les scientifiques ont analysé la manière dont le cerveau traitait et représentait ces informations auditives. Ils ont découvert que le cerveau modifiait sa « carte interne » des sons à mesure qu’il apprenait les modèles de tonalités.
Pooling neuronal efficace
L’une des observations les plus intéressantes était la façon dont le cerveau regroupait et résumait les sons similaires ou prévisibles. Cette stratégie de traitement rend l’interprétation des informations plus efficace.
Dr. Antonino Grecoauteur principal de l’étude, explique: « Nos résultats montrent que le cerveau fait bien plus que simplement traiter l’information ; il construit constamment une sorte de modèle de l’environnement qui correspond à la réalité perçue. »
Les chercheurs ont été particulièrement surpris de découvrir que ce processus implique un réseau de régions cérébrales sensorielles et associatives supérieures.
Ces domaines travaillent ensemble pour détecter et corriger les erreurs de prédiction. En d’autres termes, différentes parties du cerveau collaborent activement pour « comprendre » l’environnement et anticiper ce qui pourrait arriver ensuite.
Au-delà des neurosciences
Professeur Dr. Hubert Preisslco-auteur de l’étude, ajoute que cette recherche pourrait expliquer pourquoi nous sommes particulièrement efficaces dans des environnements familiers ou lors de l’exécution de tâches familières. Elle n’est donc pas seulement pertinente pour les neurosciences, mais pourrait également avoir des applications dans des domaines tels que l’éducation et la santé. mental.
Par exemple, ces connaissances pourraient être utiles pour développer de nouvelles stratégies d’apprentissage ou traiter les troubles de la perception sensorielle.
Comprendre comment notre cerveau construit des modèles prédictifs du monde pourrait révolutionner notre approche de divers problèmes cognitifs et perceptuels.
L’étude met en évidence la flexibilité et l’adaptabilité impressionnantes de notre cerveau. Cette caractéristique joue un rôle crucial dans la façon dont nous percevons et interagissons avec le monde qui nous entoure.
La capacité de notre cerveau à ajuster constamment ses modèles internes en fonction de l’expérience est essentielle à notre survie et à notre réussite dans un environnement en constante évolution, soulignent les chercheurs.
Façonner le monde
Cette recherche ouvre de nouvelles voies pour comprendre les processus cognitifs humains. De futures études pourraient explorer la manière dont cet apprentissage prédictif varie dans différentes conditions ou comment il pourrait être exploité pour améliorer l’apprentissage et la prise de décision.
Les travaux de l’équipe de Tübingen montrent que, loin d’être un simple récepteur passif d’informations, notre cerveau est un prédicteur actif et un façonneur du monde qui nous entoure.
Cette compréhension enrichit non seulement nos connaissances scientifiques, mais a également le potentiel d’avoir un impact significatif sur la façon dont nous abordons l’apprentissage, la cognition et la santé mentale à l’avenir.
Référence
L’apprentissage prédictif façonne la géométrie représentationnelle du cerveau humain. Antonino Greco et coll. Nature Communications, volume 15, numéro d’article : 9670 (2024). DOOI : https://doi.org/10.1038/s41467-024-54032-4