La dynamique de l’apprentissage visuel dans le cerveau : une étude du MIT
Les neuroscientifiques du McGovern Institute for Brain Research du MIT et de l’Université York à Toronto ont récemment publié des résultats concernant la manière dont le cerveau humain et animal traite les informations visuelles. Leur étude, publiée le 8 juillet dans la revue Nature Communications, explore comment les changements dans le traitement visuel soutiennent la capacité des animaux à apprendre à discriminer de nouveaux objets.
Lynn Sörensen, chercheuse postdoctorale au McGovern Institute, le professeur James DiCarlo et le professeur assistant Kohitij Kar ont analysé l’activité cérébrale d’animaux et d’un réseau de neurones artificiels, entraînés à identifier visuellement les mêmes objets. À me que les performances du modèle s’amélioraient, il se réorganisait de manière à refléter les changements observés dans les cerveaux des animaux.
Le cerveau humain, tout comme celui des animaux, est constamment en train de se réorganiser. Les zones de traitement visuel collaborent pour donner un sens aux informations perçues par les yeux et guident le comportement. Bien que des débats persistent sur l’étendue des modifications dans les zones de traitement visuel lors de l’apprentissage, cette recherche a permis de mettre en lumière des différences subtiles dans la réponse neuronale des animaux ayant appris à reconnaître certains objets.
Les chercheurs ont enregistré l’activité neuronale dans le cortex temporal inférieur (CTI), une région clé du réseau de traitement visuel. Les résultats suggèrent que l’apprentissage n’a pas fondamentalement réécrit cette représentation visuelle de haut niveau, mais des différences notables ont été observées dans la manière dont les neurones réagissaient chez les animaux entraînés.
En utilisant des modèles computationnels, l’équipe a pu simuler les changements modestes observés et leur contribution à l’apprentissage. Bien que le modèle de descente de gradient utilisé pour entraîner ces réseaux ne soit pas considéré comme biologiquement plausible pour le cerveau, les résultats montrent que ces réseaux peuvent fournir des informations utiles sur l’apprentissage biologique.
La recherche a également mis en évidence que la majorité des changements liés à l’apprentissage se produisent en dehors du CTI. Cela souligne la complexité des interactions neuronales entre cette région et les résultats comportementaux finaux.
Cette étude pourrait avoir des implications pour la conception de nouvelles stratégies d’apprentissage, notamment pour les individus présentant des traitements sensoriels altérés, qui pourraient apprendre de manière atypique à partir d’informations visuelles.
Source : MIT News
