Les chercheurs contrôlent les décisions des singes avec des éclats d’ondes ultrasoniques

Des ondes sonores à haute fréquence visant des régions spécifiques du cerveau peuvent influencer le comportement des singes, selon une nouvelle étude. La découverte complique nos conceptions du libre arbitre, mais cette recherche pourrait fournir de nouvelles perspectives sur le cerveau et de nouveaux traitements pour des troubles tels que addiction.

Nouveau recherche publié aujourd’hui dans Science Advances suggère que des impulsions d’ondes ultrasonores peuvent être utilisées pour contrôler partiellement la prise de décision chez les singes macaques rhésus. Plus précisément, il a été démontré que les traitements par ultrasons influencent leur décision regarder à gauche ou à droite une cible présentée sur un écran, malgré une formation préalable, préférer une cible à l’autre.

La nouvelle étude, co-écrite par le neuroscientifique Jan Kubanek de l’Université de l’Utah, met en évidence l’utilisation potentielle de cette technique non invasive pour traiter certains troubles chez l’homme, comme les dépendances, sans intervention chirurgicale ni médicament. La procédure est également totalement indolore.

Les scientifiques avaient précédemment montré que les ultrasons pouvaient stimuler les neurones dans le cerveau des souris, y compris les neurones étroitement conditionnés profondément dans le cerveau. En modulant l’activité neuronale chez la souris, les chercheurs pourraient déclencher divers mouvements musculaires à travers leur corps. Cela dit, d’autres recherches ont été moins concluantes à ce sujet. et siles ondes sonores de fréquence peuvent déclencher des effets neuromodulateurs chez les grands animaux.

La nouvelle recherche suggère qu’ils le peuvent, au moins dans une paire de singes macaques.

Pour leur expérience, les chercheurs ont appliqué une technique expérimentale couramment utilisée par les scientifiques pour étudier les comportements de choix chez l’homme, tels que les effets des lésions cérébrales causées par les accidents vasculaires cérébraux. Deux singes macaques, la tête immobilisée et assis dans une pièce sombre, ont appris à regarder une cible au centre d’un écran. Après quelques instants, une deuxième cible est apparue à l’écran, soit à droite ou à gauche de la cible initiale, puis une troisième cible est apparue du côté opposé. Les singes ont généralement choisi de regarder les cibles dans l’ordre dans lequel elles sont apparues, mais ils ont été formés pour résister à cette tendance naturelle avec des récompenses alimentaires.

Pendant la phase expérimentale, les chercheurs ont utilisé un transducteur à ultrasons pour stimuler les champs oculaires frontaux (FEF) des singes, la région du cerveau responsable de l’attention visuelle et des mouvements oculaires volontaires. UNEToutes les procédures utilisées dans l’expérience adhéraient «au Guide pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvées par le Comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux de l’Université de Stanford», selon l’article.

Lorsque les chercheurs ont stimulé les FEF gauches, les singes ont sélectionné la bonne cible plus souvent, et vice versa. Cet effet était meilleur que le hasard, car les singes étaient deux fois plus susceptibles de choisir la cible que influencés par les salves ultrasoniques, malgré leur formation préalable. Plus important encore, les traitements par ultrasons n’ont produit aucun effet lorsqu’ils étaient dirigés vers le cortex moteur – la partie du cerveau responsable du mouvement – ce qui suggère que les scientifiques ne déclenchaient pas simplement un réflexe physique et qu’ils influençaient en fait le choix perceptuel.

« De brèves impulsions d’ultrasons de faible intensité ont fortement, contrôlablement et réversiblement influencé le comportement de choix des sujets », ont écrit les auteurs de l’étude.

Wim Vanduffel, neuroscientifique au Massachusetts General Hospital et professeur adjoint à la Harvard Medical School, a décrit la nouvelle recherche comme une avancée importante dans ce domaine.

«La nature non invasive de la méthode et le fait que les structures cérébrales profondes peuvent être ciblées ouvre d’énormes possibilités pour la recherche causale chez les animaux et les humains et, éventuellement, pour le traitement des patients à l’avenir « , Vanduffel, qui n’est pas affilié à la nouvelle étude, Raconté Gizmodo dans un e-mail. « Comme pour tout développement, il faudra un effort de recherche considérable et du temps avant que les patients ne soient aidés par cet outil de recherche passionnant en développement rapide. »

De plus, les effets observés dans l’étude « sont entièrement cohérents avec les propriétés connues de la zone cérébrale spécifique qui a été ciblée », a ajouté Vanduffel, qui a déclaré que les résultats étaient comparables aux expériences impliquant des méthodes.

Tout cela semble très magique et même un peu courtois, mais les ondes sonores aiguës, qui ne sont pas audibles par l’oreille humaine, induisent en fait des changements physiques dans le cerveau. Plus précisément, ces impulsions font vibrer les membranes neurologiques, ce qui déclenche les neurones voisins, influençant ainsi leurs comportements associés – dans ce cas, les neurones qui contrôlaient l’impulsion des singes pour regarder soit la cible à gauche, soit la cible à droite.

Grâce à cette technique, les scientifiques « peuvent modifier l’activité des neurones et également la connectivité entre les neurones stimulés et leurs voisins, ce qui a le potentiel de ramener les circuits neuronaux défectueux à leur état normal », a expliqué Kubanek dans un communiqué de presse.

En effet, la capacité de moduler l’activité neuronale dans des circuits cérébraux spécifiques pourrait être utile de plusieurs façons. Cela pourrait aider identifier des régions du cerveau liées à des maladies ou des symptômes spécifiques, par exemple, ou mesurer les effets de la neuromodulation sur le cerveau et son impact notre comportement. Il ouvre également la possibilité de noninvasive, non médicamenteuse des traitements pour les dépendances, comme l’alcool et la frénésie alimentaire, ou pour traiter les comportements compulsifs.

«Les troubles cérébraux doivent être traités de manière ciblée et personnalisée au lieu d’offrir aux patients des cocktails de médicaments», a déclaré Kubanek. «Mais pour ce faire, nous avons besoin d’un outil qui fournit des traitements non invasifs, précis et personnalisés pour traiter la source du problème chez chaque individu. Jusqu’à présent, cela n’était qu’un rêve. »

Ttout ça est super, mais nous devons pomper un peu les freins.

Ces résultats sont très préliminaires, des effets n’ont été observés que chez deux singes. Les scientifiques devront désormais reproduire ces résultats et élargir la portée pour voir si d’autres parties du cerveau sont amorcées pour la neuromodulation ultrasonore, entre autres voies de recherche. Til a longtemps-l’efficacité à long terme de ces traitements n’est pas claire; au cours des expériences, les chercheurs ont remarqué que «la stimulation répétitive diminue les effets neuromodulateurs», comme ils l’ont expliqué dans l’étude.

Vanduffel a déclaré que les neuroscientifiques ont encore beaucoup à apprendre sur les mécanismes neuronaux spécifiques en jeu, et que ces processus doivent être mieux compris avant de voir cette technologie utilisée. chez l’homme. Des dommages involontaires aux zones cérébrales ciblées sont une possibilité, a-t-il déclaré.

« De plus, il serait intéressant de savoir quelle quantité de tissu est affectée, par exemple en mesurant les conséquences fonctionnelles locales de la stimulation simultanément avec les effets comportementaux », a-t-il ajouté.

Mon conseil est que vous ne devriez pas vous en soucier, car la réponse n’aura pas vraiment d’incidence sur votre vie quotidienne. Le fait est que nous vivons tous avec l’écrasante impression que nous avons le libre arbitre, que ce soit une illusion ou non.