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Identification d’une région du cerveau nécessaire à l’apprentissage de la hiérarchie sociale


L’équipe de Jean-Claude Dreher à l’Institut des sciences cognitives de Lyon, en collaboration avec une équipe de l’Université de Zurich, montre un rôle causal du cortex antérieur médial préfrontal dans l’apprentissage du statut social. Ces travaux sont publiés dans la revue Current Biology.


L’homme, comme d’autres primates, a la capacité de représenter son statut social au sein d’une hiérarchie qui s’est établie dans un groupe. Ce type de hiérarchie émerge spontanément lors de la compétition entre individus pour l’accès à différentes ressources (partenaires sexuels ou nourriture chez l’animal par exemple). L’apprentissage de la relation de dominance entre deux individus peut être considéré établi lorsqu’un individu évite les désagréments de défaites répétées face à un autre individu, devenu dominant. Les régions du cerveau engagées lors de l’apprentissage d’une telle hiérarchie sociale restaient à identifier. De plus, il était nécessaire d’établir si certaines régions cérébrales sont causalement impliquées dans l’apprentissage de ces hiérarchies.
Comment étudier l’apprentissage d’une hiérarchie sociale chez l’homme ? Les chercheurs ont examiné les réseaux cérébraux engagés lors de la dynamique d’apprentissage de la relation de dominance qui s’établit entre deux individus interagissant dans un jeu compétitif. Ils ont réalisé deux expériences complémentaires. Dans la première, utilisant l’IRM fonctionnelle (IRMf), ils ont demandé à un individu placé dans un scanner de jouer contre trois autres individus (un seul à la fois). Sans le savoir, les chances de victoires et de défaites dans ce jeu compétitif étaient manipulées à l’insu du sujet, de telle sorte qu’il gagnait la plupart du temps contre un partenaire A (dominé), avait une chance sur deux de perdre ou gagner contre un individu B et avait une forte chance de perdre contre l’individu C (dominant). Les résultats ont montré qu’une région cérébrale nommée cortex antérieur médial préfrontal, suivait la dynamique d’apprentissage et mettait à jour en temps réel le statut des opposants dans le jeu, alors que d’autres régions répondaient plus spécifiquement lors des victoires ou de des défaites.
Dans une seconde expérience, les chercheurs ont utilisé une autre technique, nommée stimulation transcrânienne en courant direct (tDCS), appliquée sur la région cérébrale trouvée auparavant en IRMf dont l’activité suivait la dynamique d’apprentissage. Cette technique permettait d’augmenter transitoirement l’excitabilité neurale pendant que les sujets devaient choisir d’entrer en compétition avec l’une de deux personnes dont le rang social dans le jeu était appris peu à peu. Encore une fois, à leurs insu, les chances de gagner contre les opposants dans le jeu étaient manipulées (1/3, 1/2, 2/3). La stimulation avait pour effet de modifier la balance entre les poids d’apprentissage des victoires et des défaites lors de l’apprentissage des relations de dominance. Ces effets étaient spécifiques des situations de jeu compétitif dans lesquelles les personnes apprenaient la dominance, mais pas des situations témoins ayant une motivation monétaire.

Ces résultats démontrent un rôle causal (et non pas simplement suffisant) du cortex antérieur médial préfrontal dans l’apprentissage de la hiérarchie dans des situations d’interactions compétitives, un mécanisme crucial qui gouverne l’émergence et le maintien des relations de dominance chez l’homme. Au niveau clinique, cette étude pointe sur des mécanismes cérébraux sous-tendant la vulnérabilité à développer des troubles neuropsychiatriques tels que la dépression ou l'anxiété, qui pourraient résulter de l’influence répétés d’échecs au niveau social, engendrant des processus d’évitements sociaux maladaptatifs et une inhibition comportementale. Au niveau sociétal, ces résultats ont des implications importantes car ils indiquent que l'apprentissage de la hiérarchie sociale, un mécanisme fondamental pour la plupart des organisations sociales, pourrait être modifié par la stimulation transcrânienne non invasive.

 


Figure : La réponse du cortex préfrontal rostromédial (rmPFC) représente les relations de dominance sociale qui sont apprises à partir d’interactions compétitives entre individus, tandis que le cortex ventromédial (vmPFC) et le striatum ventral encodent respectivement les victoires sociales et les défaites. La stimulation électrique du rmPFC module l’apprentissage et la mise à jour des représentations de dominance sociale.

© Jean-Claude Dreher


 

En savoir plus

  • Dynamical representation of dominance relationships in the human medial prefrontal cortex.
    Romain Ligneul, Ignacio Obeso, Christian C. Ruff, Jean-Claude Dreher

    Current Biology. October 27, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.09.015


Contact chercheur

  • Jean-Claude Dreher
    Institut des Sciences Cognitives Marc Jeannerod,
    CNRS UMR 5229-Université Claude Bernard
    67 Bd Pinel 69675 Bron

    Tel: 04 37 91 12 38

     

    Mise en ligne 07 novembre 2016

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