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Deux horloges dans le cerveau pour anticiper le futur

Illustration artistique montrant une horloge dans un cerveau humain.
Les deux régions cérébrales sont associées au mouvement et à la cognition. Photo: iStock

Le cerveau humain dispose de deux horloges qui lui permettent de concevoir l'avenir, ont établi des neuroscientifiques américains.

La première repose sur un type de chronométrage lié aux souvenirs des expériences passées. La deuxième est plutôt associée au rythme, et est orchestrée par un réseau neuronal situé dans une région différente du cerveau.

Le chercheur Assaf Breska et ses collègues de l’Université de Californie à Berkeley affirment que ces deux horloges entrent en jeu en fonction de la tâche à accomplir et sont essentielles à la capacité d’un individu de fonctionner en société.

Qu'il s'agisse du sport, de la musique, de la parole ou même de l'attribution de l'attention, notre étude laisse à penser que la notion de prévision temporelle (de « timing » en anglais) n'est pas un processus unifié, mais qu’elle est plutôt dépendante de deux zones cérébrales bien distinctes.

Assaf Breska

Cette découverte offre, selon les chercheurs, une nouvelle perspective sur la façon dont les humains calculent le temps qu’il faut pour poser un geste.

« Ensemble, ces systèmes cérébraux nous permettent non seulement d'exister dans le moment présent, mais aussi d'anticiper activement l'avenir », explique le neuroscientifique Richard Ivry.

Dans leurs travaux, les scientifiques ont analysé le processus de synchronisation anticipée dans les cerveaux de personnes atteintes de la maladie de Parkinson et de personnes présentant une dégénérescence cérébelleuse menant à l'incoordination des mouvements.

Ce travail a permis de lier la synchronisation rythmique aux ganglions de la base et la synchronisation par intervalles (notre mémoire des expériences antérieures) au cervelet.

Ces deux régions cérébrales sont associées au mouvement et à la cognition.

Par ailleurs, ces résultats laissent à penser que si l'une de ces horloges fonctionne mal, l'autre peut théoriquement la relayer.

Notre étude identifie non seulement les contextes d'anticipation perturbés chez ces patients, mais aussi ceux qui fonctionnent toujours malgré la maladie, ce qui laisse à penser qu’il est possible d’intervenir pour leur permettre d'interagir plus facilement dans leur environnement.

Assaf Breska

Les chercheurs estiment que des solutions non médicamenteuses existent pour traiter les déficits de synchronisation neurologiques. Elles incluent des jeux d'ordinateur pour l'entraînement cérébral et des applications pour téléphones intelligents.

Le détail de ces travaux est publié dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

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