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Une avancée dans la compréhension des mécanismes de réponse face au danger grâce à l’intelligence artificielle

Une équipe de chercheurs de l’Inserm et de l’université de Bordeaux du Neurocentre Magendie a étudié l’interdépendance de deux régions du cerveau : l’amygdale basolatérale et le cortex préfrontal dorsomédial. Ces deux zones seraient impliquées et travailleraient ensemble dans la mise en place du mécanisme cérébral exploité dans la réponse face au danger. L’intelligence artificielle est l’une des technologies utilisées par les chercheurs et a permis d’ouvrir de nouvelles pistes pour traiter les patients atteints de troubles de l’anxiété.

Une étude menée par des spécialistes de l’Inserm et du Neurocentre Magendie de l’université de Bordeaux

Chez l’être humain ainsi que chez l’animal, lorsque celui-ci ressent un danger, un mécanisme se met inévitable en place pour éviter ce danger, comme par exemple, prendre la fuite. Chez certaines personnes, cette réponse défensive est disproportionnée, se produit en dehors de tout danger et est symptomatique d’un trouble de l’anxiété.

Il existe deux réactions défensives mises en place par les êtres vivants : l’immobilité lorsque le danger est éloigné, et l’évitement lorsqu’il est proche. La première réaction est issue de mécanismes connus des scientifiques, car plus facile à étudier lorsqu’un individu ne bouge pas. L’objectif pour l’équipe de recherche de Cyril Herry, du Neurocentre Magendie est d’étudier les mécanismes de la seconde réaction. Les résultats de leur recherche ont été développé dans un article.

Que ce soit pour l’évitement ou l’immobilité, les experts savaient que deux régions du cerveau, l’amygdale basolatérale et le cortex préfrontal dorsomédial étaient impliqués, mais ignoraient dans quelle mesure ils travaillaient ensemble pour déclencher cette réaction d’évitement. Grâce à leurs travaux, les chercheurs ont pu dégager le lien existant entre ces deux zones du cerveau dans les mécanismes de défense face au danger.

Une meilleure compréhension du lien existant entre l’amygdale basolatérale et le cortex préfrontal dorsomédial

Les scientifiques ont observé l’ensemble des mécanismes neuronaux liés à l’évitement chez les souris. Les animaux cobayes ont été placés dans un composé de deux compartiments. Dans l’un d’eux, un son désagréable était émis, associé à une menace. La souris avait alors la possibilité de fuir dans l’autre compartiment, arrêtant ainsi le son associé à un danger. Pour comprendre le rôle de l’amygdale et du cortex préfrontal dans cette stratégie d’évitement, les chercheurs ont désactivé temporairement ces deux régions chez les souris pendant l’expérience.

En exploitant des approches optogénétiques (il s’agit de la modification génétique de certaines cellules neuronales pour les rendre sensibles à la lumière) avec les enregistrements de l’activité électrique des neurones, ils ont pu manipuler et observer les modifications comportementales des souris en temps réel.

Les chercheurs ont pu remarquer qu’au moment où la souris reçoit le stimulus auditif, quelle que soit la région désactivée (amygdale ou cortex préfrontal), la réponse d’évitement est fortement perturbée. Ce résultat montre le rôle clé de ces deux régions du cerveau, à la fois dans la reconnaissance d’une menace, et dans la réponse d’évitement.

Des résultats découverts à l’aide de l’intelligence artificielle

La technique utilisée par les chercheurs exploite l’intelligence artificielle pour permettre de prédire le comportement de l’animal à partir de schémas de l’activité neuronale passée. Néanmoins cette technique avait rarement été appliquée dans les recherches liées aux comportements émotionnels. Cyril Herry, co-auteur de l’étude, précise les possibles utilisations de l’IA à l’avenir dans les recherches en neurosciences :

“Il serait possible avec l’intelligence artificielle de prédire ,en fonction d’un enregistrement en temps réel de l’activité du cerveau, quel va être le comportement de tel ou tel individu dans une situation émotionnelle négative et éventuellement de développer des outils qui permettent réguler en temps réel les modifications neuronales qui y sont associées.”

De plus, les chercheurs ont réalisé une autre découverte : le cortex préfrontal associe non seulement le son à une menace, mais contrôle l’action à venir. En effet, une seconde avant que la décision de fuir ne soit prise par la souris, les chercheurs ont constaté une activation des neurones dans le cortex préfrontal. L’amygdale intervient ensuite pour faire persister au sein du cortex préfrontal cette association entre le son désagréable et la prise de décision de l’animal. Le maintien de cette information dans le cortex préfrontal grâce à l’amygdale est ce qui permet à l’animal de prendre la décision de fuir.


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Zacharie Tazrout

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