Le striatum et ses fonctions

"STRIATUM". Une région clé du cerveau impliquée dans la prise de décision, nommée "striatum", fonctionne de manière hiérarchique et coordonnée, similaire à celle d'une "entreprise traditionnelle" avec un dirigeant, un cadre intermédiaire et un ouvrier, révèle des chercheurs de l'Institut d'Okinawa au Japon dans une étude publiée dans The Journal of Neuroscience. Alors que les scientifiques pensaient jusqu'à présent queles trois régions qui constituent le striatum (ventral, dorso-médian et dorso-latéral - voir schéma du striatum ci-dessous) remplissaient chacune un rôle distinct sans "travailler" les unes avec les autres.

Striatum.

Les chercheurs ont ainsi constaté que les trois régions du striatum travaillent ensemble dans les différentes phases du processus de décision : comme le montre le graphique ci-dessous, le striatum ventral (VS) était le plus actif au début, lorsque le rat a dû choisir s'il participerait à l'activité proposée (ou non). Le striatum dorso-médian (DMS) s'est occupé de la décision suivante, à savoir s'il fallait se diriger vers l'orifice situé à gauche ou celui de droite. Le striatum dorso-latéral (DLS) est plusieurs fois intervenu au cours de l'ensemble de l'exercice. Selon les chercheurs, ce dernier serait particulièrement impliqué dans le contrôle des mouvements de motricité fine liés à la prise de décision (nécessitant précision et dextérité).

L'axe des ordonnées représente le nombre de neurones et l'activité de chacun est indiquée par les couleurs rouge et jaune. © OIST

EXPÉRIENCE. Pour observer le striatum en pleine action, les chercheurs ont branché des électrodes minuscules sur le cerveau de rats. Ces électrodes servaient à mesurer l'activité neuronale dans chaque zone du striatum alors que les rats devaient choisir parmi deux orifices lequel cachait une récompense sucrée. Les animaux devaient ensuite coller leur nez dans l'orifice choisi afin de potentiellement recevoir l'aliment (un test scientifique couramment réalisé par les scientifiques pour évaluer la prise de décision chez cet animal). Au cours de différents essais, le taux de probabilité de récompense pour un trou donné évolue et le rat adapte son comportement en fonction (il choisit davantage le trou dans lequel la probabilité de recevoir un sucre est la plus importante, bien sûr !).

Ainsi, selon les chercheurs, "le striatum ventral jouerait le rôle de chef d'entreprise, en décidant d'effectuer une nouvelle tâche ou non,  le striatum dorso-médian celui du cadre intermédiaire, en évaluant l'orientation à prendre, et le striatum dorso-latéral celui de l'ouvrier qui réalise la tâche".
Une découverte qui contredit également une idée communément admise par les scientifiques selon laquelle les décisions "de routine" et celles considérées comme "nouvelles" (liées par exemple à un environnement nouveau) sont gérées par des zones différentes : le striatum dorso-latéral gèrerait les choix routiniers, et le striatum dorso-médian les nouvelles décisions à prendre. Car, à leur grand étonnement, les chercheurs n'ont constaté quasiment aucune différence dans l'activité de ces régions dans ces 2 types de situation. Un constat qui "suggère fortement que les rats analysent à chaque essai les avantages potentiels de choisir le trou de gauche ou celui de droite", concluent les chercheurs.

Comment notre cerveau prend-il une décision ? Est-ce de manière totalement rationnelle ? Le striatum n'est pas la seule région impliquée. Et le mécanisme est si complexe que les chercheurs commencent à peine à en percer le mystère. Découvrez notre dossier sur le sujet dans le pdf ci-dessous :