Capsule expérience: Pattern d’activité
des neurones du cortex moteur chez le singe
Pour étudier
la façon dont le cerveau contrôle le mouvement, il est très
instructif d’étudier l’activité neuronale au cours d’un
mouvement. C’est ce qu’on fait Weinrich et Wise en 1982
en implantant d’abord à des singes des électrodes dans leur
cortex prémoteur. Ces électrodes permettent de faire ensuite des
enregistrements extracellulaires chez ces animaux éveillés et conditionnés
à effectuer une tâche simple impliquant le mouvement de la main vers
une cible. La tâche se déroulait comme suit. Un premier
voyant lumineux s'allume et indique dit à l’animal vers où
il doit bouger sa main. Sauf que le singe a été conditionné
à attendre un signal avant de faire son geste et ne le fait donc pas tout
de suite.. Après un délai variable un second voyant lumineux s'allume
et indique à l'animal qu’il peut maintenant effectuer son mouvement.
La réalisation correcte de la tâche, c’est-à-dire l’attente
du signal déclenchant le mouvement, est récompensée par du
jus de fruit. L’activité des neurones de l’aire prémotrice
à chacune des trois étapes de cette tâche est résumée
dans la figure ci-contre. 1) l’activité de base d'un neurone lorsque
le singe attend l’instruction de la direction ; 2) le stimulus d’instruction
intervient (signalé par la flèche sous le tracé de décharge
du neurone) et déclenche la décharge du neurone ; 3) très
vite après le début du mouvement, la décharge du neurone
de l’aire prémotrice cesse. L’observation que les
neurones de l’aire prémotrice soient sélectivement activés
avant le début d’un mouvement est conforme à leur rôle
présumé dans la séquence d’activation d’un geste
volontaire.
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Source : Neurosciences, Bear, Connors, Paradiso
| D’autres travaux ont aussi permis
d’enregistrer l’activité électrique des neurones individuels
du cortex moteur primaire chez des singes conditionnés à effectuer
une tâche motrice simple. Le protocole expérimental comportait
encore une fois deux types de signaux : le signal informatif, présenté
en premier, fournit une information préalable sur une caractéristique
du mouvement que l’animal doit effectuer après l’apparition
d’un deuxième signal, une seconde après. Ce deuxième
signal, le signal impératif, est celui qui donne le feu vert à l’animal
pour faire son mouvement vers la cible. On découvre trois types de
neurones au pattern d’activité distinct dans le cortex primaire du
singe qui effectue ce protocole: des neurones de préparation qui entrent
en activité immédiatement après le signal informatif et cessent
au signal impératif; des neurones d’exécution qui deviennent
actifs après le signal impératif et sont impliqués seulement
dans l’exécution du mouvement; et des neurones de préparation
et d’exécution dont l’activité débutent après
le signal informatif et se poursuit après le signal impératif, reliant
ainsi un processus à l’autre. Ces expériences expliquent
en partie comment le système nerveux rend possible un mouvement suite à
un stimulus : sélectionner une réponse comportementale, programmer
le mouvement adéquat et, enfin, l’exécuter. |