Calculs neuronaux de la prise de décision orientée vers un objectif

La prise de décision flexible axée sur un objectif est un aspect essentiel de l’intelligence biologique adaptative d’ordre supérieur. Un certain nombre de troubles psychiatriques impliquent des déficiences dans la prise de décision orientée vers un objectif, mais l'absence actuelle d'une compréhension même élémentaire de la manière dont la sélection d'actions orientées vers un objectif est mise en œuvre au niveau neuronal chez l'homme entrave notre capacité à identifier ces dysfonctionnements neuropsychiatriques. En particulier, on ignore complètement comment les objectifs, ainsi que les stimuli et les actions parmi lesquels il faut sélectionner pour les poursuivre, sont représentés au niveau des neurones individuels, ni comment les objectifs sont sélectionnés parmi les objectifs possibles disponibles.

Les expériences de l'étude utilisent la rare opportunité d'enregistrer in vivo des neurones humains uniques simultanément dans plusieurs zones du cerveau chez des patients subissant un traitement pour l'épilepsie pharmacorésistante. L'étude utilisera une combinaison de (i) enregistrements in vivo chez des humains éveillés évaluant l'exactitude et la capacité de prise de décision grâce à des évaluations de choix, (ii) une analyse informatique et une modélisation.

Ces techniques seront appliquées pour caractériser la contribution fonctionnelle du préfrontal ventromédian humain (vmPFC), du cingulaire antérieur dorsal (dACC) et de l'aire motrice pré-supplémentaire (pré-SMA) dans ces processus. Nous testerons d'abord la proposition de longue date, jamais testée au niveau neuronal chez l'homme, selon laquelle la valeur des stimuli est particulièrement représentée par les neurones du vmPFC, tandis que la valeur des actions est davantage représentée par les neurones des zones corticales dorsales telles que le pré-SMA. Nous aborderons ensuite la façon dont les objectifs eux-mêmes sont représentés. Dans le monde réel, les animaux, y compris les humains, doivent sélectionner un objectif avant d’effectuer toute action. Il existe donc un processus hiérarchique de sélection d’objectifs suivi d’une sélection d’actions. Nous émettons l'hypothèse que le vmPFC joue un rôle spécifique dans la valorisation et la sélection des objectifs, tandis que les neurones des zones dorsomédiales, notamment pré-SMA et dACC, joueront davantage un rôle dans la valorisation et la sélection des actions qui mettent en œuvre l'objectif choisi.

Le résultat attendu de ce travail est une compréhension globale des fonctions du PFC humain dans la prise de décision orientée vers un objectif à résolution cellulaire tout en mettant en lumière les mécanismes neuronaux de représentation et de sélection d'objectif qui jusqu'à présent ont été pratiquement inétudiés.