insectes

On sait enfin de quoi discutent les araignées ! Cette IA traduit leur conversation

Pour la première fois, grâce à l'intelligence artificielle (IA), nous pouvons comprendre ce que disent les araignées.

Les araignées recourent à des danses complexes pour communiquer, vous le saviez ? Oui, ces fascinantes créatures utilisent des mouvements subtils pour s'exprimer.

Au fil de millions d'années d'évolution, leur capacité à communiquer s'est considérablement raffinée. Les scientifiques analysent ces danses au laboratoire, utilisant des vibromètres laser. Ces dispositifs précis mesurent les vibrations des surfaces. Leur coût élevé et leur fragilité limitent cependant leur application extérieure.

Face à cela, Noori Choi a relevé un grand défi. Il a distingué les sons dans une forêt dense, isolant les vibrations de trois espèces d'araignées.

Normalement, cette analyse aurait pris 1 625 jours, mais grâce à l'IA développée par Choi, ce fut réalisé bien plus rapidement. Choi a non seulement surmonté des obstacles techniques mais a aussi innové dans l'étude des araignées.

(Photo - lien youtube. Un doctorant de l'Université du Nebraska-Lincoln a révolutionné l'étude des araignées en combinant des microphones abordables à un algorithme d'apprentissage automatique avancé pour analyser les sons. Ensuite, il a emmené son invention dans les forêts du Mississippi pour la tester.)

Grâce à cette démarche, le travail de Noori Choi a introduit une méthode innovante pour capturer les mouvements fins des araignées.

Au cours de l'été, il a collecté une quantité considérable de données, atteignant 39 000 heures d'enregistrements. Parmi ces données, on trouve 17 000 séquences distinctes de vibrations produites par les araignées.

Bien sûr, les obstacles étaient nombreux, Le milieu forestier étant un tissu de sons et de vibrations générés par une myriade d'organismes vivants.

Pourtant, malgré les bruits de fond environnementaux, l'IA a réussi à isoler les communications spécifiques des araignées. " Le vibroscape est un espace de signalisation plus fréquenté que prévu ", a déclaré Choi. Cette constatation illustre la complexité du travail d'analyse.

Les secrets de la communication chez les araignéesL'étude minutieuse des données a dévoilé des comportements des araignées auparavant non identifiés. Il semble que ces créatures choisissent soigneusement leurs scènes de communication. Elles préfèrent certains substrats à d'autres pour optimiser leurs messages.

En plus, l'étude a dévoilé que les araignées modifient leurs signaux vibratoires selon la présence et l'espèce d'autres araignées alentour. Cette adaptation minimise la confusion durant les rituels de séduction et augmente la cohésion sociale dans leurs communautés complexes.

Alors, il semble que ces découvertes ouvrent de nouvelles perspectives pour étudier les araignées. En intégrant les microphones et l'IA, on peut mieux surveiller les écosystèmes en se concentrant sur ces créatures.

Choi a souligné que " même si tout le monde s'accorde sur le fait que les arthropodes sont très importants pour le fonctionnement des écosystèmes… s'ils s'effondrent, la communauté entière peut s'effondrer ".

Auteur: Internet

Info: https://www.lebigdata.fr - Nirina R, 9 avril 2024

[ nature ] [ symbiose ] [ messages ] [ échanges ]

évolution

Homo: seul primate ayant des dents évoluant à l'inverse du cerveau
Des chercheurs andalous dirigés par l'Université de Grenade signalent le "paradoxe évolutif" qu'a supposé ce phénomène pendant plus de 2,5 millions d'années. Leur travail vient d'être publié dans la revue BioMed Research International. Nous sommes les seules primates dont, tout au long de plus de 2,5 millions d'années d'histoire, la grandeur des dents a décru à mesure qu'augmentait celle du cerveau.
La clé de ce phénomène, que les scientifiques qualifient de "paradoxe évolutif", pourrait se trouver dans l'évolution du régime de l'Homo. La digestion se produit d'abord dans la cavité orale, et les dents sont fondamentales pour la réduction des aliments à des particules plus petites. Il semblerait donc normal que si le cerveau augmente sa grandeur, et par conséquent ses besoins métaboliques aussi, les dents le fassent également.
Mais dans le cas du genre Homo il n'en est pas ainsi, d'après les scientifiques cela signifie que d'importants changements ont dû se produire pour que cette tendance se maintienne", signale le chercheur Juan Manuel Jiménez Arenas, professeur du département de Préhistoire et d'Archéologie de l'Université de Grenade et principal auteur de ce travail.
Une des clés de ce phénomène a dû être un changement dans le régime avec inclusion d'une quantité majeure d'aliments d'origine animale. L'augmentation de la qualité de la diète chez les Homo, grâce à une plus grande ingestion de protéines animales, de graisses et d'oligoéléments présents chez elles, est fondamentale pour l'entretien et le fonctionnement correct du cerveau. D'autre part, un grand cerveau permet des développements culturels et sociaux majeurs, ce qui a entraîné d'importantes innovations technologiques.
Pour cela, ces chercheurs ont évalué le rapport entre la grandeur de la dentition post-canine et le volume endocrâne chez un large ensemble de primates, parmi lesquels se trouvent les principaux représentants des hominidés fossiles. "Jusqu'à ce travail, il était bien connu que les dents diminuaient de grandeur et que le cerveau augmentait tout au long de l'évolution des humains ; mais nous avons déterminé qu'il s'agit de deux tendances évolutives opposées qui sont liées depuis 2,5 millions d'années, lorsqu'apparaissent sur la scène évolutive les premiers représentants de notre propre lignée, le genre Homo."
Les auteurs de ce travail mettent aussi en rapport ces changements avec l'inactivation du gène MYH16, rattaché à la musculature temporelle, dont le format diminue depuis 2,4 millions d'années approximativement, ce qui supposerait la disparition d'un important empêchement pour l'encéphalisation (une musculature temporelle hypertrophiée empêche le développement de la voûte crânienne). Ils ont également analysé leur rapport à l'inactivation du gène SRGAP2, ce qui a contribué à l'évolution du néocortex et a joué un rôle fondamental dans le développement du cerveau humain.
Ce travail a été réalisé grâce à la collaboration de Juan Manuel Jiménez Arenas avec trois prestigieux professeurs et chercheurs de l'Université de Malaga: Paul Palmqvist y Juan Antonio Pérez Claros, du département d'Écologie et de Géologie, et Juan Carlos Aledo, de département de Biochimie et de Biologie Moléculaire.

Auteur: Internet

Info: 3 avril 2014

[ mamifère ] [ être humain ]

perception

Le sixième sens pourrait venir de ce que notre sens de la position compte plus sur les signaux du cerveau plutôt que ceux du corps.
Même les yeux bandé nous pouvons sentir où nos mains et d'autres parties de notre corps se trouvent.
Pour sentir où les diverses parties de notre corps sont, nous comptons parfois sur les signaux qui proviennent de notre cerveau plutôt que dans nos doigts ou orteils.
Le prétendu sixième sens, connu sous le nom de proprioception, est essentiel à beaucoup d'actions de base, y compris la marche sans devoir regarder vos pieds ou toucher votre nez avec vos yeux fermés. Mais les scientifiques ont longtemps considéré comment ce sens fonctionne. On accepte généralement que les senseurs dans la peau et les muscles envoient l'information au cerveau qui est crucial à sentir la position de membre. Maintenant des chercheurs d'Australie ont la preuve de l'importance des messages du cerveau.
"ça va provoquer la discussion, parce que l'idée que le sens de la position est la plupart du temps le résultat des récepteurs sensoriels est difficile à déloger" dit Timothy Miles, physiologiste à l'université d'Adelaïde, Australie, qui est indépendant de l'étude.
Janet Taylor du Prince of Wales Medical Research Institute a Sydney et ses collègues ont attaché l'avant-bras et la main de volontaires dans un appareil couvert qui empêche le sujet de voir la position de ses mains. Dans des conditions normales, le sujet pourrait exactement indiquer comment est sa main est déplacée par un expérimentateur ou par lui-même.
Maladie de Raynaud
Les choses changent quand leur avant-bras et main furent paralysés par une restriction d'écoulement de sang et anesthésiés par injection. Les volontaires ne purent alors pas dire où leur main avait été déplacée quand elle était déplacée par un expérimentateur.
Mais ils avaient toujours l'impression qu'ils pourraient déplacer leur main si on le leur demandait. En fait ils pensaient que leur main était déplacée même lorsqu'elle en avait été empêchée. Plus ils essayaient dur, plus qu'ils jugeaient qu'elle s'étaient déplacée. En l'absence de signaux du monde extérieur, sentiment ou vue, les commandes moteur du cerveau ont dominé le sens de positionnement de la main du volontaire "nous avons été très étonnés que les résultats soient si évidents et si confirmés par les sujets" dit Taylor. Qui rapporte ce travail dans le journal de Physiology.
Dedans et dehors
Les résultats pourraient modifier la compréhension des chercheurs sur d'importance des commandes moteur dans la proprioception. "Il semble qu'il y ait une certaine sorte de comparaison entre les signaux sortants et entrant qui donne le résultat du sens final de la position," indique Miles.
Le travail aide également à expliquer le phénomène 'du syndrome du membre fantôme, quand les amputés ont l'impression que leur membre existe toujours.
Mais il reste beaucoup de travail à faire. "Nous ne savons pas combien la contribution de ce signal sortant l'est au sens de la proprioception dans des conditions normales," dit Taylor. Les chercheurs ne savent également pas quelles sont les voies neurales qui transmettent le signal sortant du cerveau.

Auteur: Internet

Info: Fortean Times, Carina Dennis Références . S. C., Smith J. L., M. De Crawford, Tailleur J.L. J Physiol, 571.3 De Gandevia De Proske U.&.703 - 710, 2006

[ 6e sens ]

biophysique

Comment les végétaux gèrent le trop-plein d’énergie solaire

La photosynthèse, c’est-à-dire la conversion d’énergie lumineuse en énergie chimique par les plantes, est essentielle à la vie sur terre. Un excès de lumière s’avère toutefois néfaste pour les complexes de protéines responsables de ce processus. Des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) ont découvert comment Chlamydomonas reinhardtii, une algue unicellulaire mobile, active la protection de sa machinerie photosynthétique. Leur étude, publiée dans la revue PNAS, indique que les récepteurs (UVR8) qui détectent les rayons ultraviolets provoquent l’activation d’une valve de sécurité qui permet de dissiper sous forme de chaleur l’excès d’énergie. Un second rôle protecteur est ainsi attribué à ces récepteurs, dont l’équipe genevoise avait déjà montré la capacité à induire la production d’une "crème solaire" anti-UV.

Grâce à la photosynthèse, l’énergie du soleil est convertie par les végétaux en énergie chimique afin de produire des sucres pour se nourrir. La première étape de ce processus, qui se déroule dans des compartiments cellulaires nommés chloroplastes, consiste à capturer des photons de lumière grâce à la chlorophylle. Si la lumière est essentielle aux plantes, un excès de soleil pourrait endommager leur machinerie photosynthétique, ce qui affecterait leur croissance et leur productivité. Pour se protéger, les plantes activent alors un mécanisme de protection lorsque la lumière est trop abondante, qui fait appel à une série de protéines capables de convertir l’excès d’énergie en chaleur afin qu’elle se dissipe.

Produire des protéines qui détournent l’énergie

"Ce sont les rayons ultraviolets de type B qui sont susceptibles de causer le plus de dégâts à l’appareil photosynthétique, et nous avons voulu savoir s’ils jouaient un rôle de déclencheur du mécanisme de protection et, le cas échéant, lequel», expliquent Michel Goldschmidt-Clermont et Roman Ulm, professeurs au Département de botanique et biologie végétale de la Faculté des sciences de l’UNIGE. Ces travaux, menés en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire de physiologie cellulaire et végétale (CEA/CNRS/Université Grenoble Alpes/INRA) et de l’Université de Californie, ont été effectués chez Chlamydomonas reinhardtii, une algue mobile unicellulaire employée comme organisme modèle.

L’équipe de Roman Ulm avait découvert en 2011 l’existence d’un récepteur aux UV-B, baptisé UVR8, dont l’activation permet aux plantes de se défendre contre ces UV et d’élaborer leur propre "crème solaire" moléculaire. Les chercheurs découvrent aujourd’hui que, chez cette algue, ce récepteur déclenche un deuxième mécanisme de protection. "En effet, lorsqu’UVR8 détecte des UV-B, il active un signal qui enclenche, au niveau du noyau cellulaire, la production de protéines , qui seront ensuite importées dans les chloroplastes. Une fois intégrées à l’appareil photosynthétique, elles contribuent à détourner l’énergie en excès, qui sera dissipée sous forme de chaleur grâce à des vibrations moléculaires", détaille Guillaume Allorent, premier auteur de l’article.

Chez les plantes terrestres, la perception des UV-B par ce récepteur est également importante pour la protection de la machinerie photosynthétique, mais le mécanisme n’a pas encore été élucidé. "Il est cependant crucial pour la productivité agricole et l’exploitation biotechnologique des processus photosynthétiques de mieux comprendre les mécanismes responsables de la photoprotection contre la lumière solaire et ses rayons UV-B", indique Michel Goldschmidt-Clermont. La recherche continue.

Auteur: Internet

Info: https://www.unige.ch, 2016

[ assimilation chlorophyllienne ]

santé numérique

Comment une société américaine siphonne les données de votre carte Vitale.

Une enquête de Cash Investigation révèle la mainmise du data broker IQVIA sur nos données de santé.

Dans l’enquête "Nos données valent de l’or", réalisée par Linda Bendali et qui sera diffusée ce jeudi 20 mai sur France 2 l’équipe d’Élise Lucet s’intéresse à la collecte, l’exploitation, la vente et l’ensemble du business juteux qui tourne autour des données personnelles.

Entre une exploration des pratiques des sites de vente ou de Doctissimo en matière de données, l’enquête s’arrête aussi sur un phénomène plus étonnant : IQVIA, société inconnue du grand public, est un data broker. Un courtier en données, en l’occurrence spécialisé dans le domaine de la santé, dont le fonds de commerce consiste à récolter des données afin de les revendre à des entreprises, pour que celles-ci puissent mieux cibler les utilisateurs dans leurs campagnes marketing.

IQVIA a obtenu, via un partenariat noué avec le réseau Pharmastat, la possibilité de récupérer les informations de vente de "plus de 14 000 pharmacies" sur le territoire français, soit plus de 60 % des pharmacies de métropole et DOM. Ce qui représente 40 millions des Français.

En un mot, lorsque vous présentez votre carte Vitale pour récupérer un traitement prescrit dans ces pharmacies, vos informations d’achat sont transmises à la société. Par l’entremise d’un logiciel de traitement, transmis gracieusement par IQVIA aux pharmaciens, où ils entrent les données de leur client (numéro de Sécurité sociale, médicaments délivrés, etc.) En sus, lesdites pharmacies récupèrent la maigre somme de 6 euros par mois et des études de marché sur les ventes de médicaments proposées par IQVIA, selon Cash Investigation.

Toutefois, les pharmaciens sont peu au courant de la destination finale de ces données et leur utilisation, précise l’émission. Ils devraient pourtant informer les clients et leur demander leur aval pour l’utilisation de ces données de santé, selon une obligation mis en place par la CNIL. Cash Investigation a fait le test dans 200 pharmacies, sans trouver la trace d’un quelconque signalement.

La réponse de la CNIL

Dans un communiqué de presse diffusé le 17 mai, la CNIL, qui a autorisé IQVIA à mettre en place sa filiale française, précise que ces "entrepôts de données de santé" doivent être anonymisés. "En principe, les données stockées dans ces entrepôts ne comportent plus l’identité des personnes concernées : elles sont dites 'pseudonymisées'. La CNIL est attentive à ce que le degré de pseudonymisation rende la réidentification des personnes la plus difficile possible", souligne la Commission.

Elle affirme aussi que des "garanties" ont été mises en place en 2018, lors de l’autorisation délivrée à IQVIA. Celles-ci concernent la finalité de l’utilisation des données, l’obligation pour les pharmaciens de prévenir leur client ou la possibilité de refuser. Des garanties qui sont mises à mal par l’enquête de Cash Investigation.

"Le fonctionnement de l’entrepôt de données de la société IQVIA autorisé en 2018 a été mis en cause dans l’émission Cash Investigation qui sera diffusée le 20 mai prochain. La CNIL précise qu’à ce jour, elle n’a pas reçu de plainte relative au fonctionnement de cet entrepôt mais annonce, au regard des éléments portés à la connaissance du public, qu’elle diligentera des contrôles", conclut la CNIL.

Auteur: Internet

Info: Benjamin Bruel, 18/05/2021. https://techno.konbini.com

[ France ] [ métadonnées ]

messagers chimiques

Le flux* est une réponse extrêmement puissante aux événements extérieurs et nécessite un ensemble extraordinaire de signaux. Le processus inclut la dopamine, qui fait plus qu'ajuster les rapports signal/bruit. Sur le plan émotionnel, nous ressentons la dopamine sous forme d'engagement, d'excitation, de créativité et de désir d'étudier le monde et de lui donner un sens. Sur le plan de l'évolution, elle remplit une fonction similaire. Les êtres humains sont câblés pour l'exploration, pour repousser les limites : la dopamine est en grande partie responsable de ce câblage. Cette substance neurochimique est libérée chaque fois que nous prenons un risque ou que nous rencontrons quelque chose de nouveau. Elle récompense le comportement exploratoire. Elle nous aide également à survivre à ce comportement. En augmentant l'attention, le flux d'informations et la reconnaissance des formes dans le cerveau, ainsi que le rythme cardiaque, la pression artérielle et la synchronisation des tirs musculaires dans le corps, la dopamine est également un formidable stimulant des compétences. La norépinéphrine fournit un autre stimulant. Dans le corps, elle accélère le rythme cardiaque, la tension musculaire et la respiration, et déclenche la libération de glucose pour nous donner plus d'énergie. Dans le cerveau, la norépinéphrine augmente l'éveil, l'attention, l'efficacité neuronale et le contrôle émotionnel. Dans le flux, elle nous permet de rester concentrés sur notre objectif et de tenir les distractions à distance. En tant qu'inducteur de plaisir, si l'analogue de la dopamine est la cocaïne, celui de la noradrénaline est le speed, ce qui signifie que cette amélioration s'accompagne d'un véritable "high". Les endorphines, notre troisième conspirateur, sont elles aussi très stimulantes. Ces opiacés naturels "endogènes" (c'est-à-dire naturellement internes au corps) soulagent la douleur et procurent du plaisir, tout comme les opiacés "exogènes" (ajoutés à l'extérieur du corps) tels que l'héroïne. Ils sont également puissants. L'endorphine la plus couramment produite est 100 fois plus puissante que la morphine médicale. Le neurotransmetteur suivant est l'anandamide, qui tire son nom du mot sanskrit signifiant "félicité", et ce pour une bonne raison. L'anandamide est un cannabinoïde endogène, dont l'effet est similaire à l'effet psychoactif de la marijuana. Connue pour apparaître dans les états de fluidité induits par l'exercice (et soupçonnée dans d'autres types d'états), cette substance chimique élève l'humeur, soulage la douleur, dilate les vaisseaux sanguins et les bronches (facilitant la respiration) et amplifie la pensée latérale (notre capacité à relier des idées disparates entre elles). Plus important encore, l'anandamide inhibe également notre capacité à ressentir la peur, voire, selon des recherches menées à Duke, facilite l'extinction des souvenirs de peur à long terme. Enfin, à la fin d'un état de flux, il semble également (d'autres recherches doivent être menées) que le cerveau libère de la sérotonine, la substance neurochimique aujourd'hui associée aux ISRS comme le Prozac. "C'est une molécule qui aide les gens à faire face à l'adversité", a déclaré Philip Cowen, de l'Université d'Oxford, au New York Times, "à ne pas perdre la tête, à continuer et à essayer de tout arranger". Dans le flux, la sérotonine est en partie responsable de l'effet de rémanence, et donc à l'origine d'une certaine confusion. "Beaucoup de gens associent directement la sérotonine au flux, explique Michael Gervais, psychologue spécialisé dans les hautes performances, mais c'est à l'envers. Le temps que la sérotonine arrive, l'état a déjà eu lieu. C'est le signe que les choses touchent à leur fin, et non qu'elles commencent". Ces cinq substances chimiques constituent le puissant cocktail du flux. Seuls, ils ont du punch, mais ensemble, ils ont du punch".

Auteur: Kotler Steven

Info: The Rise of Superman : Decoding the Science of Ultimate Human Performance *Le livre explore l'état de conscience connu sous le nom de « flux », un état optimal dans lequel les humains fonctionnent et se sentent mieux.

[ hormones du bonheur ] [ connectrices ] [ régulatrices ]

neuroscience

On sait enfin pourquoi le cerveau consomme autant d'énergie

La faute a des petites pompes "cachées". 

Les scientifiques le savent: le cerveau humain est une véritable machine insatiable en énergie. Au total, il en engloutit jusqu'à 10 fois plus que le reste du corps. Et même lorsque nous nous reposons, 20% de notre consommation de carburant est directement utilisé pour son fonctionnement. Un phénomène inexpliqué sur lequel nombre de scientifiques se sont cassés les dents. Jusqu'à aujourd'hui.

Publiée dans la revue Science Advances, une nouvelle étude explique l'origine du processus. Un processus qui se déroule dans ce que l'on appelle les vésicules synaptiques.

Entre deux neurones se trouve une synapse, zone qui assure la transmission des informations entre ces deux cellules nerveuses. Quand un signal est envoyé d'un neurone à un autre, un groupe de vésicules aspire les neurotransmetteurs à l'intérieur du premier neurone, au bout de sa queue. Le message est ainsi bien enveloppé, comme une lettre prête à être postée.

L'information est ensuite amenée jusqu'au bord du neurone, où elles fusionne avec la membrane, avant de relâcher les neurotransmetteurs dans la fameuse synapse. Dans cette zone, les neurotransmetteurs finissent leur course en entrant en contact avec les récepteurs du deuxième neurone. Et hop! Le message est passé.

Facile direz-vous. Certes, mais tout ceci nécessite beaucoup d'énergie cérébrale, ont découvert les scientifiques. Et ce, que le cerveau soit pleinement actif ou non.

En effectuant plusieurs expériences sur les terminaisons nerveuses, les membres de l'étude ont observé le comportement de la synapse lorsqu'elle est active ou non. Résultat: même quand les terminaisons nerveuses ne sont pas stimulées, les vésicules synaptiques, elles, ont toujours besoin de carburant. La faute à une sorte de petite pompe "cachée" qui est notamment en charge de pousser les protons hors de la vésicule. Chargée de pousser les protons hors de la vésicule et d'aspirer ainsi les neurotransmetteurs elle ne semble jamais se reposer et a donc besoin d'un flux constant d'énergie. En fait, cette pompe "cachée" est responsable de la moitié de la consommation métabolique de la synapse au repos.

Selon les chercheurs, cela s'explique par le fait que cette pompe a tendance à avoir des fuites. Ainsi, les vésicules synaptiques déversent constamment des protons via leurs pompes, même si elles sont déjà pleines de neurotransmetteurs et si le neurone est inactif.

Étant donné le grand nombre de synapses dans le cerveau humain et la présence de centaines de vésicules synaptiques à chacune de ces terminaisons nerveuses, ce coût métabolique caché, qui consiste à conserver les synapses dans un état de "disponibilité", se fait au prix d'une importante dépense d'énergie présynaptique et de carburant, ce qui contribue probablement de manière significative aux exigences métaboliques du cerveau et à sa vulnérabilité métabolique", concluent les auteurs.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment les différents types de neurones peuvent être affectés par des charges métaboliques aussi élevées, car ils ne réagissent pas tous de la même manière.

Certains neurones du cerveau, par exemple, peuvent être plus vulnérables à la perte d'énergie, et comprendre pourquoi pourrait nous permettre de préserver ces messagers, même lorsqu'ils sont privés d'oxygène ou de sucre.

"Ces résultats nous aident à mieux comprendre pourquoi le cerveau humain est si vulnérable à l'interruption ou à l'affaiblissement de son approvisionnement en carburant", explique le biochimiste Timothy Ryan, de la clinique Weill Cornell Medicine à New York.

"Si nous avions un moyen de diminuer en toute sécurité cette fuite d'énergie et donc de ralentir le métabolisme cérébral, cela pourrait avoir un impact clinique très important." 

Auteur: Internet

Info: Science Advances, 3 déc 2021

[ cervelle énergivore ]

pédagogie

Apprentissage par récompense ou par punition: quelles différences ?
Apprendre à rechercher le plaisir ("récompenses") et à éviter la douleur ("punitions") joue un rôle fondamental pour la survie de tout animal, homme inclus. C'est ce que viennent de démontrer dans un article paru dans la revue Nature Communications, des chercheurs issus du CNRS - et notamment du Groupe d'analyse et de théorie économique Lyon St-Etienne
Malgré leur égale importance, l'apprentissage par récompense est beaucoup mieux compris que l'apprentissage par punition, d'un point de vue non seulement psychologique mais aussi neurobiologique. La principale raison à cela est que l'apprentissage par récompense est plus simple: il suffit de répéter les choix qui ont amené dans le passé à l'obtention du plaisir. En d'autres termes, il y a une association directe entre le "bon choix à faire" et le stimulus qui motive l'apprentissage (la récompense, qui a une valeur positive).
La figure montre des activations cérébrales dans deux régions, le striatum ventral (en vert) et l'insula antérieur (en rouge), qui sont connues pour travailler en opposition et être impliquées dans l'apprentissage par récompense et celui par punition, respectivement. Dans notre étude nous montrons que la contextualisation des valeurs supprime la nécessité d'activer l'insula, lors de l'apprentissage par punition, produisant un transfert d'activation du système de punition vers le système de récompense à mesure que les actions acquièrent une valeur relative positive.
L'apprentissage par punition est cognitivement plus complexe, car cette association n'est justement pas directe. Prenons l'exemple d'un animal qui est poursuivi par un prédateur. Le bon choix consisterait à se cacher dans un trou pour fuir le prédateur et amènerait à la disparition du stimulus qui motive l'apprentissage (le prédateur, qui a une valeur négative). Par conséquent, il est difficile d'expliquer comment ce bon choix se maintient en l'absence du stimulus. Les théories courantes ont ainsi du mal à démontrer comment les hommes peuvent être aussi performants dans le domaine de la punition que dans celui de la récompense.
L'équipe de recherche a découvert récemment un algorithme permettant au cerveau humain d'apprendre à éviter des punitions aussi efficacement qu'il apprend à rechercher des récompenses. La clef de voûte de cet algorithme - appelé "RELATIVE" - consiste à calculer les résultats des actions de manière dépendante du contexte dans lequel le résultat est obtenu. Ainsi, dans l'apprentissage par punition, le résultat d'une action qui a une valeur nulle (voire légèrement négative) - se cacher dans un trou - est rapporté au contexte dans lequel ce résultat a été obtenu, qui a une valeur très négative - être poursuivi par un prédateur. Si l'on considère que la valeur de l'action est plus grande que la valeur moyenne du contexte, le bon choix acquiert ainsi une valeur "relative" positive. Il permet donc un apprentissage par récompense aussi bien que par punition.
Grâce à l'imagerie par résonance magnétique cérébrale, l'équipe de recherche a aussi pu valider cet algorithme d'un point de vue neurobiologique, en montrant qu'il explique les variations d'activité cérébrale dans le cortex préfrontal médian, une zone du cerveau connue pour être impliquée dans la prise de décision. L'IRM a également permis de trancher un débat contradictoire important en sciences et dans la littérature: y a-t-il des systèmes ou réseaux distincts dans le cerveau pour l'apprentissage basé sur la récompense et celui basé sur la punition ?
L'analyse démontre qu'au départ, lorsque les sujets ne semblent pas encore avoir bien appris la valeur du contexte, le système d'apprentissage basé sur la récompense (le striatum ventral) et celui basé sur la punition (l'insula) sont tous les deux activés. Puis, à mesure que la contextualisation des valeurs négatives se met en place, l'insula s'active de moins en moins, et les essais d'apprentissage dans le contexte de punition se mettent à impliquer le striatum ventral qui s'active de plus en plus.

Auteur: Internet

Info: Contextual modulation of value signals in reward and punishment learning. Stefano Palminteri, Mehdi Khamassi, Mateus Joffily, Georgio Coricelli, Nature Communications, 25 août 2015

[ reptilien ]

sciences

La pratique de la méditation modifie l'organisation du cerveau
Les adeptes de la méditation de pleine conscience apprennent dans leur pratique à accueillir les sensations, les émotions et les états d'esprit sans leur résister ni les juger. Ils cherchent simplement à être dans le moment présent.
Plusieurs études ont démontré que ce type de méditation pouvait avoir des effets bénéfiques à long terme sur la stabilité émotionnelle et, par conséquent, sur des désordres comme l'anxiété et la dépression majeure. Une nouvelle recherche révèle que cet entrainement de l'esprit aurait une influence sur le réseau cérébral par défaut chez des personnes ayant une longue expérience de la méditation quand elles sont au repos. Les différences sur le plan cérébral indiqueraient que la méditation favorise la concentration et la réflexion de manière plus objective par rapport à soi.
"Nous avons étudié le cerveau de 13 adeptes de méditation ayant plus de 1000 heures d'entrainement et celui de 11 débutants à l'aide d'analyses de connectivité fonctionnelle", dit Véronique Taylor, première auteure de cette recherche publiée dans la revue Social Cognitive and Affective Neuroscience Advance Access en mars dernier et réalisée dans le laboratoire du professeur Mario Beauregard, de l'Université de Montréal.
La connectivité fonctionnelle fait référence à la synchronisation entre deux ou plusieurs régions cérébrales qui changent dans le temps, soit pendant une tâche concrète ou au repos. Cette méthode d'analyse peut s'appliquer à des données d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. "Les participants demeuraient quelques minutes dans le scanner et on leur demandait de ne rien faire", explique Mme Taylor, qui termine actuellement son doctorat en psychologie sous la direction du professeur Pierre Rainville.
Ces analyses ont permis aux chercheurs de repérer le réseau cérébral par défaut des sujets, c'est-à-dire un ensemble de régions s'activant au repos, lorsque la personne n'effectue aucune activité particulière.
"Nous voulions ainsi vérifier si les effets de la méditation de pleine conscience persistaient au-delà de la pratique, poursuit la doctorante. Selon notre hypothèse, le réseau cérébral par défaut des adeptes de la méditation serait structuré autrement. Le réseau par défaut est associé à la rêverie, aux pensées relatives à soi quand nous ne faisons "rien". En fait, nous pensions y trouver une organisation différente parce que ces individus sont habitués à être dans le moment présent et leurs pensées ne partent donc pas dans tous les sens lorsqu'ils sont au repos."
Effectivement, les résultats obtenus font voir une plus faible synchronisation entre les cortex préfrontaux ventro-médian et dorso-médian. "La partie dorsale est engagée dans les processus cognitifs associés au soi et la partie ventrale concerne plutôt l'évaluation émotive du soi, mentionne Véronique Taylor. Le fait que ces zones sont moins inter reliées montre que ces personnes réfléchiraient sur elles-mêmes de façon plus objective." Elle ajoute que plus les participants avaient de l'expérience en méditation, plus cette connexion était faible, ce qui, selon elle, "donne du poids à ces résultats".
Fait curieux et intéressant: ces mêmes sujets présentaient une plus forte synchronisation entre certaines zones qui convergent toutes vers le lobe pariétal droit. "Cette région est reconnue pour avoir un rôle déterminant dans l'attention, ce qui indiquerait peut-être un effet bénéfique à long terme de la méditation, mais qui reste à être prouvé par des recherches étudiant spécifiquement les processus attentionnels", signale l'étudiante.
Bien que les sujets aient été testés au repos, Véronique Taylor constate par elle-même les retombées tangibles de la méditation de pleine conscience au quotidien. "Je pratique la méditation depuis quelques années et je remarque que mon attention est plus soutenue, plus suivie lorsque je me concentre."
Il y a encore beaucoup à découvrir sur le pouvoir de la méditation, croit-elle. En attendant, elle suggère à tous de s'y mettre. "Cela ne coute rien et on peut méditer n'importe où et n'importe quand... et les avantages sont réels!"

Auteur: Internet

Info:

[ méditation ] [ zen ] [ parapsychologie ]

anecdote

Les corneilles se rassemblent autour de leur camarade décédé pour mieux se "familiariser" avec le danger.
Pour les humains, la découverte d'un membre mort de notre propre espèce (congénère) est une indication évidente et alarmante de danger. Il semble donc intuitif que d'autres animaux, pour ces raisons ou d'autres, considèrent la découverte d'un congénère mort aussi significatif. Pourtant, très peu d'animaux réagissent à leurs morts de manière observable et quantifiable. Ceux qui le font, comme les éléphants, les dauphins, les singes ou les corbeaux/ corneilles, sont par conséquent une précieuse source autant de curiosité, que d'indices sur notre propre évolution en tant qu'êtres humains.
Les corvidés sont connus pour se comporter bizarrement face à la mort d'un de leur congénère : ils se rassemblent et piaillent/ croassent bruyamment à proximité. L'idée que cela fait partie d'une sorte de rituel funéraire a souvent été proposée. Mais ce qu'ils font réellement est resté un mystère et les scientifiques n'avaient que quelques anecdotes rapportées d'un tel comportement. Une équipe a ainsi décidé de savoir pourquoi ces volatiles agissent avec tant d'attention autour de leurs congénères morts.
Pour ce faire, ils ont mis en place une expérience novatrice, en se basant sur de précédentes recherches, notamment par celles menées par John Marzluff de l'université de Washington à Seattle, qui ont révélé que les corbeaux se souviendront d'un individu apparemment dangereux. Non seulement, ils ne l'oublieront pas, mais transmettront leur savoir à leur congénère et tous ensembles râleront bruyamment à la vue de la douteuse face, et cela sur plusieurs années. Pour éviter tout véritable harcèlement de la part des corbeaux, dans la "vraie vie", le visage des chercheurs fut recouvert d'un masque en latex.
En utilisant un déguisement similaire, pour cette nouvelle étude, les chercheurs ont introduit un individu masqué dans une zone où des corneilles (Corvus brachyrhynchos) savaient qu'elles obtiendraient une friandise de l'expérimentatrice, Kaeli Swift, également de l'université de Washington.
En apportant des friandises, elle a joué le rôle de la gentille chercheuse. Mais l'individu masqué tenait le rôle du méchant, en arrivant sur la scène en tenant une corneille morte "comme un plat de hors-d'oeuvre" (image d'entête). Ce sinistre individu devait se tenir à la même place, sans bouger, pendant 30 minutes.
Le premier jour que cette personne masquée est apparue, les corneilles ont évité la nourriture que Swift avait posée. Au lieu de cela, elles ont râlé et se sont engagées dans des comportements de harcèlement à distance. Les corneilles se sont rassemblées en de grands groupes afin d'apparaître menaçantes face au prédateur potentiel.
Dans ce cas, le harcèlement avait plus d'un but, selon les chercheurs. Cela inclut "châtier le prédateur, en affichant une position dominante ou l'apprentissage social de la personne ou du lieu dangereux". Si un faucon était placé à côté du cadavre de la corneille, elles étaient encore plus susceptibles d'éviter la nourriture, indiquant qu'elles croyaient que le faucon était le danger. Lorsque la personne masquée revint le lendemain, même sans une corneille morte, elles évitaient encore la nourriture.
Ces résultats montrent que les corneilles vont éviter une zone ou une chose qui est considérée comme dangereuse pour leur propre espèce. En d'autres termes, elles savent ce qu'est la mort et savent la craindre.
Cela nous apprend que les corvidés voient la mort, au moins en partie, comme un "moment d'enseignement" pour emprunter une phrase anthropomorphique. C'est un signal de danger et le danger est quelque chose à éviter.
Et cette peur d'une situation potentiellement mortelle les poursuit. Même 6 semaines plus tard, plus d'un tiers des 65 paires de corneilles ont continué de répondre de cette façon.
L'étude est dans la même lignée que celles qui ont essayé de mieux comprendre comment les animaux réagissent à leur congénère mort. Les Geais buissonniers, qui sont de la même famille (corvidés), ont également été observés tenir ce type de "funérailles" quand ils voient un camarade mort. Mais alors que les geais répondront également négativement face à d'autres espèces d'oiseaux morts de la même taille, les corneilles ne le font pas. Si la personne masquée tendait un pigeon mort à la place, les corneilles ne semblaient pas aussi dérangées.
Ces résultats soulignent l'importance de leur mémoire dans l'apprentissage et la mémorisation du détail des visages humains. C'est une compétence qui leur permet de faire la différence entre un humain inoffensif, d'un potentiellement dangereux.

Auteur: Internet

Info: étude publiée dans la revue Animal Behaviour

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