Tout comme nous, les rats ont de l’imagination

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Crédits : Valeriy Volkonskiy/istock

Une équipe annonce une découverte suggérant que les rats, tout comme les humains, peuvent avoir un certain degré d’imagination. Pour opérer, les chercheurs ont mis au point un système combinant réalité virtuelle et interface cerveau-machine pour explorer les pensées intérieures des rongeurs.

Une expérience inédite

Une question fondamentale intrigue certains chercheurs depuis longtemps : les animaux, comme les humains, sont-ils capables d’imagination ? Des chercheurs du Janelia Research Campus du HHMI ont récemment entrepris une expérience révolutionnaire pour tenter de répondre à cette question. Pour ce faire, ils ont conçu un système qui combine deux éléments : la réalité virtuelle (VR) et une interface cerveau-machine (ICM).

Pour rappel, la réalité virtuelle est une technologie permettant de créer un environnement simulé, généralement en 3D, dans lequel une personne peut interagir de manière immersive. Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé la VR pour créer un environnement virtuel en trois dimensions dans lequel évoluaient des rats. Ill était conçu de manière à simuler des déplacements, des objets et des scénarios.

Une interface cerveau-machine est de son côté un système capable d’établir une connexion directe entre l’activité cérébrale d’un individu et un appareil externe, généralement un ordinateur. Dans ce cas, les chercheurs ont développé un système qui permettait de relier l’activité cérébrale des rats dans l’hippocampe (la partie du cerveau responsable de la mémoire spatiale) à leur position et à leurs mouvements dans l’environnement virtuel en temps réel.

L’hippocampe est une région cruciale du cerveau impliquée dans le processus de mémorisation et d’imagination. On pense que cette fonction implique la capacité de puiser volontairement dans les souvenirs stockés pour se rappeler d’informations sur des personnes, des événements et des lieux, y compris des représentations cartographiques d’environnements familiers. Cependant, il restait à déterminer si les représentations mentales stockées dans de telles « cartes cognitives » pouvaient être activées volontairement chez les animaux.

Ici, les chercheurs ont donc mis au point une interface permettant de tester si les rats sont capables de contrôler leur activité hippocampique de manière flexible, orientée vers un objectif et basée sur un modèle.

Les rats font aussi preuve d’imagination

Lorsque nous, en tant qu’êtres humains, sommes exposés à de nouveaux endroits et à des événements, notre cerveau active des modèles spécifiques d’activité neuronale dans l’hippocampe. Ces modèles sont des « cartes cognitives » qui nous aident à mémoriser ces lieux et événements de manière à pouvoir nous en rappeler plus tard.

Ici, de manière très intéressante, les chercheurs ont découvert que les rats, comme les humains, ont la capacité d’activer délibérément ces mêmes modèles d’activité neuronale pour se rappeler d’emplacements qui ne sont pas actuellement présents devant eux, c’est-à-dire des endroits éloignés de leur position actuelle. En d’autres termes, les rats peuvent utiliser leur imagination pour se représenter mentalement des endroits découverts par le passé, même si ces derniers ne sont pas visibles à ce moment précis.

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Crédits : cwhiteharp/Pixabay

Pourquoi cette étude est-elle importante ?

Cette capacité à imaginer des lieux distants est d’une grande importance. Elle est en effet fondamentale pour se souvenir des événements passés, mais aussi pour envisager des scénarios futurs. Cette nouvelle découverte élargit ainsi notre compréhension des capacités cognitives des animaux, mais pas seulement.

En effet, ces travaux offrent également un modèle utile pour étudier les mécanismes cérébraux impliqués dans la création de scénarios imaginaires et dans le rappel d’informations spatiales. Comprendre ces mécanismes peut avoir des applications dans la recherche sur le cerveau humain, notamment en ce qui concerne la mémoire spatiale et la formation de souvenirs.

L’étude de l’activité hippocampique et de l’imagination animale pourrait aussi contribuer à la recherche sur des troubles neurologiques tels que la maladie d’Alzheimer, où la mémoire spatiale est souvent altérée. Les découvertes issues de cette étude pourraient aider à développer de nouvelles approches pour améliorer la mémoire spatiale chez les humains.

Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Science.