L'influence des états d'excitation corporelle sur la prise de décisions a longemps été une question centrale en psychologie. L'anxiété, la toxicomanie et d'autres troubles psychiatriques sont souvent caractérisés par des états intenses de ce que les scientifiques appellent "l'excitation".

Quand le cœur s'emballe, que la respiration s'accélère et que la pression artérielle augmente, c'est à ce moment-là que les gens sont susceptibles de prendre des "mauvaises" décisions. Afin de comprendre comment ces états d'excitation physique influencent le processus décisionnel dans votre cerveau, des chercheurs de l'école de médecine Icahn du mont Sinaï ont analysé les données d'une étude précédente réalisée sur des primates.

Ils ont ainsi découvert que deux des centres de décision du cerveau contiennent des neurones qui peuvent surveiller exclusivement la dynamique interne du corps. Leur étude publiée dans le Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) révèle que des neurones spécifiques, chargés de surveiller le fonctionnement du corps, sont donc capables, sous le coup de l'excitation, de détourner cette fonction de décision.

"Nos résultats suggèrent que les circuits de prise de décision du cerveau peuvent être reliés pour surveiller et intégrer en permanence ce qui se passe à l'intérieur du corps. Pour cette raison, des changements dans notre niveau d'excitation peuvent modifier la façon dont ces circuits fonctionnent", a déclaré Peter Rudebeck, professeur au Firedman Brain Institute à l'hôpital du Mont Sinaï. L'auteur principal de l'étude espère que ces résultats aideront les chercheurs à parvenir à une "meilleure compréhénsion des zones du cerveau et les processus cellulaires fondamentaux qui entraînent plusieurs troubles psychiatriques".

En pratique, les scientifiques décrivent la relation entre l'excitation et les performances comme une courbe en forme de U. Si un peu d'excitation, après une tasse de café, par exemple, peut augmenter les performances, trop ou trop peu d'excitation peut entraîner des prises de décision lentes ou incorrectes.

Un sixième des neurones lié à la fréquence cardiaque

Lors de leur expérience, les scientifiques ont testé la capacité de singes rhésus à choisir entre deux récompenses : soit beaucoup de jus savoureux, soit un peu. Comme prévu, les singes ont toujours choisi d'avoir plus de jus, et en moyenne, ils ont pris cette décision plus rapidement lorsque leur cœur battait plus vite, soutenant l'idée qu'un état d'excitation favorise de meilleures performances. Ils ont ensuite analysé l'activité électrique enregistrée à partir des neurones dans deux des centres de décision du cerveau appelés cortex orbitofrontal et cortex cingulaire antérieur dorsal. Résultat, ils ont découvert que l'activité d'environ un sixième des neurones dans l'une ou l'autre zones était liée aux fluctuations de la fréquence cardiaque.

En d'autres termes, lorsque le rythme cardiaque d'un singe changeait, l 'activité de ses cellules neuronales dans les centres de décision du cerveau changeait également en accélérant ou en ralentissant. "Des études par scintigraphie cérébrale ont suggéré que l'excitation corporelle modifie l'activité de ces centres de prise de décision. Nos résultats soutiennent à la fois cette idée au niveau cellulaire et suggèrent que le seul travail de certains de ces neurones est de suivre les états internes ou intéroceptifs du corps", a déclaré le Dr Fujimoto, ayant déjà travaillé comment le cerveau contrôle les prises de risque.

Les signaux neuronaux pour la prise de décision "détournés"

Les chercheurs ont donc voulu connaître comment les décisions des patients qui souffrent d'anxiété, de dépendance et d'autres troubles psychiatriques étaient impactées. Les scientifiques ont analysé les données obtenues après que l'amygdale, le centre émotionnel du cerveau, ait été chirurgicalement désactivée chez chaque singe. Cela a augmenté les fréquences cardiaques jusqu'à 15 battements par minute et lorsque l'équipe a examiné l'activité neuronale, elle a trouvé quelque chose d'encore plus intéressant.

L'état d'excitation accru semblait modifier les rôles joués par les neurones lors de la prise de décision. Dans les deux centres cérébraux, les chercheurs ont constaté une diminution du nombre de neurones impliqués dans le processus de prise de décision. De plus, dans le cortex cingulaire antérieur dorsal, le nombre de neurones qui semblaient suivre les états internes du corps a légèrement augmenté. Cela a modifié l'équilibre des informations représentées dans cette zone, comme si les signaux neuronaux pour la prise de décision étaient "détournés" par l'excitation.

"Bien qu'ils ne soient pas définitifs, nos résultats suggèrent qu'un état d'excitation accru prend le contrôle des circuits de prise de décision dans le cerveau", a déclaré le Dr Rudebeck. "Nous prévoyons de continuer à étudier comment l'excitation peut influencer les fonctions cérébrales supérieures et comment cela contribue aux troubles psychiatriques".

Sources

Interaction between decision-making and interoceptive representations of bodily arousal in frontal cortex, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2021.

http://dx.doi.org/10.1073/pnas.2014781118

How a racing heart may alter decision-making brain circuits, Science News, 30 août 2021.

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210830140224.htm

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