Une étude révèle des mécanismes neuronaux sous-jacents au comportement de recherche de nourriture chez les animaux en mouvement libre

Lorsqu’ils se nourrissent, les animaux, y compris les humains et les singes, prennent continuellement des décisions sur l’endroit où chercher de la nourriture et quand se déplacer entre les sources possibles de subsistance.

« Le comportement de recherche de nourriture est quelque chose que nous pratiquons quotidiennement lorsque nous allons à l’épicerie pour acheter de la nourriture, et nous faisons des choix en fonction du degré de récompense que chaque choix apporte. C’est un problème classique commun à toutes les espèces de la planète », a déclaré Valentin Dragoi. , professeur de génie électrique et informatique à Rice, professeur de neurosciences au Weill Cornell Medical College et directeur scientifique du Methodist/Rice Center for Neural Systems Restoration.

Dans un document Publié dans Neurosciences naturellesDragoi et ses collaborateurs étudient les processus cérébraux impliqués dans la recherche de nourriture.

« Dans cette étude, nous décrivons l’utilisation d’un nouveau système sans fil intégré pour enregistrer l’activité cérébrale dans les zones frontales de leur cerveau et pour le suivi oculomoteur et comportemental. Nous examinons en temps réel comment se déroule cette tâche omniprésente de recherche de nourriture, ce que nous naturellement, je joue tous les jours », a déclaré Dragoi.

Les macaques sont un genre de singes originaire d’Asie, d’Afrique du Nord et d’Europe du Sud (Gibraltar). Ils mangent le plus souvent des fruits, des graines et d’autres aliments à base de plantes. « Nous étudions les macaques », a déclaré Dragoi, « parce que la recherche de nourriture est un comportement naturel et que le cerveau du macaque est assez similaire au cerveau humain en termes d’organisation et de fonction ».

Jusqu’à présent, il était difficile d’examiner les bases neuronales de la recherche de nourriture dans des environnements naturalistes, car les approches précédentes reposaient sur des animaux immobilisés effectuant des tâches de recherche de nourriture basées sur des essais. Dragoi et ses partenaires de recherche ont permis à des macaques sans retenue d’interagir librement avec des options de récompense tout en enregistrant sans fil l’activité neuronale dans leur cortex préfrontal.

« Les animaux décidaient quand et où se nourrir en fonction de la réalisation ou de la violation de leurs prédictions de récompense. Les prédictions n’étaient pas basées exclusivement sur un historique de distribution de récompenses, mais également sur la compréhension qu’attendre plus longtemps améliore les chances de récompense », a déclaré Dragoi. .

Les résultats indiquent que les stratégies de recherche de nourriture sont basées sur un modèle cortical de dynamique de récompense lorsque les animaux explorent librement leur environnement.

« Nous avons appris que nous pouvons prédire les choix même dans des situations complexes en lisant simplement les réponses de dizaines de neurones dans le lobe frontal. Cela peut potentiellement aller dans le sens de dispositifs prothétiques pour influencer ou biaiser le choix, même de manière non invasive. Plus fondamentalement, cela nous permet de comprendre comment fonctionne le cerveau lorsqu’il est engagé dans ce comportement naturel », a déclaré Dragoi.

Ensuite, le laboratoire Dragoi combinera la recherche de nourriture dans un contexte social et l’enregistrement simultané de deux animaux pendant qu’ils coopèrent pour chercher de la nourriture en guise de récompense. Il s’agit d’un défi technique de taille, mais Dragoi estime que lui et ses partenaires de recherche sont sur le point d’atteindre ces objectifs. Cela pourrait permettre de résoudre le problème des implants corticaux pour aider les patients souffrant de dysfonctionnement cérébral et faciliter leurs décisions comportementales.

L’auteur principal de l’article est Neda Shahidi, ancienne doctorante. étudiant dans le laboratoire de Dragoi, actuellement chef de groupe à l’Institut Georg-Elias-Müller de psychologie, Georg August-Universität, Göttingen.