Le développement du cerveau adolescent - TED talks (vidéo)

Le résumé d'une conférence donnée par Sarah Jayne Blakemore sur le site TED. On y apprend notamment pourquoi les adolescents peuvent être violents et faire des actes inconsidérés. Cela serait causé par un développement non achevé du lobe préfrontal avant l'âge adulte et une hypersensibilité du cortex limbique.

 

Le cerveau adolescent n'est pas comme le cerveau adulte

La violence souvent présente à l'adolescence, les comportements agressifs et totalement désinhibés, les bagarres qui éclatent dans les cours de récréation de nos collèges, parfois simplement parce que notre meilleur ami nous a volé un stylo, peuvent être expliqués par les neurosciences. Il faut être vigilant, car ce comportement pourrait facilement être assimilé à une dérive ou à un comportement antisocial, mais cette stigmatisation serait à la fois fausse et horrible pour les enfants. Ce serait faire une erreur : penser qu'un adolescent fonctionne comme un adulte, qu'il a les mêmes capacités. Ce n'est pas le cas.

En effet, le cerveau adolescent, bien que déjà bien développé, n'est pas aussi figé et mature qu'on pouvait le penser il y a 15 ans. On a pu observer notamment de grandes différences au niveau du lobe préfrontal avec un cerveau adulte.

La quantité de matière grise ( contenant les noyaux des neurones et les connexions synaptiques) augmente à l'adolescence, elle n'est pas stabilisée.

Au niveau de la quantité de matière grise dans le cortex préfrontal, on observe un pic à l'âge de 13 ou 14 ans. On remarque que ce pic intervient plus tard pour les garçons que pour les filles, tout comme la puberté. Il s'agit d'une période où la dégénérescence des connexions inutiles n'a pas encore eu lieue et de nombreuses connexions inutiles "troubleraient" les processus cognitifs du lobe préfrontal. Les processus qui dépendent du lobe préfrontal sont les fonctions exécutives, c'est à dire la planification, l'inhibition et autres fonctions supérieures. Inhibition des comportements violents par exemple...

Quelles sont les conséquences de ce développement tardif du cortex préfrontal ?

Outre la difficulté plus grande qu'ont les adolescents à inhiber leurs comportements violents ou émotifs, outre  la difficulté qu'ils ont à voir loin dans l'avenir pour comprendre les conséquences de leurs actes, le cortex préfrontal, et plus particulièrement le cortex préfrontal médian est impliqué dans la compréhension des intentions et émotions d'autrui. 

Activité décroissante du cortex préfrontal médian pour la compréhension d'autrui avec l'âge : un signe que la tâche devient plus simple

On observe dans cette région médiane du cortex préfrontal une diminution de l'activité cérébrale avec l'âge, en réponse à une même activité de compréhension d'intention, de point de vue ou d'émotion chez autrui. On pourrait penser qu'une diminution d'activité pourrait signifier une diminution de capacité à comprendre autrui. En réalité, il faut corréler ceci avec ce que nous disions précédemment : la quantité de matière grise diminue, en même temps que l'activité cérébrale dans cette région. Il s'agit en réalité d'une élimination de processus gênant la compréhension d'autrui, et donc d'une meilleure acuité à cette tâche. La tâche devenant plus facile car moins dispersée, on a besoin de moins d'efforts (ou charge cognitive) pour arriver au même résultat. Pour un adolescent, comprendre autrui (son point de vue, ses émotions, ses intentions...) est donc plus difficile que pour un adulte.

Le cortex limbique et la prise de risque

Les lacunes des fonctions exécutives amènent à avoir des comportements plus risqués, plus "inconscients". Comme un comportement n'est souvent pas l'apanage d'une seule région, il a fallu comprendre les autres processus en jeu. On a trouvé une seconde explication avec l'activité du cortex limbique.

Le cortex limbique, impliqué dans les émotions et l'instinct, fait parti du cerveau reptilien, le cerveau que même les animaux possèdent. Néanmoins, chez l'adolescent, il n'est toujours pas à maturité : il est beaucoup plus sensible que chez l'adulte. A quoi est-il sensible ? Notamment à la récompense. Donner un sucre à un chien est un moyen ultime pour lui faire faire n'importe quoi, le principe est le même chez l'adolescent (je ne dis pas que nos adolescents sont des chiens, attention !). N'importe quelle récompense sera mal évaluée, et entraînera un comportement plus extrême pour être atteinte. Couplé à la désinhibition, on comprend pourquoi nos adolescents peuvent prendre des risques inconsidérés dans leur vie quotidienne sans même comprendre qu'il s'agit d'un risque...

Cette conférence nous permet de mieux comprendre nos adolescents, et peut permettre à nous autres, adultes, de mieux les guider dans leur développement, d'éviter les incompréhensions et les réactions qui sont basés sur l'idée fausse que nos adolescents sont déjà "grands"...

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A lire également à propos du développement du cerveau adolescent :

Crone & al. (2006). Dévelopement neurocognitif de l’habilité à manipuler l’information en mémoire de travail.

Blood & Zatorre (2001). Les réponses émotionnelles positives à la musique corrélées avec l'activité de zones cérébrales impliquées dans la récompense et l'émotion

L'étude par TEP a révélé les zones cérébrales impliquées dans le plaisir dû à la musique. Il est maintenant montré que l'activité dans les zones impliquées dans l'émotion, la récompense et l'arousal (l'excitation) étaient plus activées au plus on a de frissons à l'écoute d'une musique. Ces zones cérébrales (amygdale, striatum ventral, cerveau médian et cortex préfrontal orbital et ventromédian) sont également activées par les stimuli euphoriques de manière générale (comme la drogue ou le sexe, la nourriture, etc.)

Quand on étudie les émotions, la difficulté principale est d'avoir un indice fiable et objectif du fait qu'il y a bien eu une émotion ressentie. Dans cette étude, ils ont prit le taux de frissons ("chills" en anglais) comme indice fiable de réponse émotionnelle, en demandant aux participants d'amener le morceau qui les faisait le plus frissonner et d'identifier le moment où les frissons apparaissent à chaque fois. On sait déjà que les émotions moyennement plaisante à déplaisantes (une dissonance par exemple) activent les zones suivantes : gyrus parahippocampique, orbitofrontal, subcalloseux, et cortex frontal. Les zones frontales étant plus pour la cognition de la musique, et la perception (avec l'aide des zones temporales droites). 

Des études sur l'homme ont déjà montré que des stimuli qui offrent une récompense (les drogues, la nourriture, le sexe, le chocolat, etc.) provoquent de l'activité cérébrale dans les systèmes de la motivation à la récompense, à l'émotion (limbique) et aux processus d'excitation/éveil (arousal). Cela inclut des zones comme le Noyau Accumbens, l'aire tegmentale ventrale, le thalamus, l'insula, l'hippocampe, l'amygdale, etc. 

Leurs observations ont montré les activations dans les zones suivantes, en réponse aux émotions. La corrélation est faite avec l'intensité des frissons rapportés. Une corrélation positive indique que les zones sont plus activées plus les frissons sont importants, et une corrélation négative indique que les zones le sont moins. 

• Les corrélations positives d'activation sont dans les zones suivantes (celles en surbrillance), quand on regarde uniquement les musiques amenées par les participants, et où ils ressentent à coup sûr des frissons (s-s music). La partie du haut étant pour les corrélations positives et la partie du bas pour les corrélations négatives.

L'intérêt de cette étude porte sur le fait que les zones activées sont les mêmes que pour des stimuli donnant lui à de la récompense, comme si l'émotion créée par la musique était le but de celle-ci, la récompense à l'écoute serait l'émotion. Les zones de la récompense sont notamment le striatum ventral, le cortex dorso-médian, l'amygdale et l'hippocampe gauche. Quand on dit récompense, on entend alors la valeur hédonique d'une récompense, la motivation à la recevoir et l'apprentissage (la mémorisation) de la récompense, c'est à dire le fait d'associer à la musique sa réponse émotionnelle positive. Les neurotransmetteurs impliqués seraient les opioïdes (comme la naloxone ou le Glutamate, qui a été montrée responsable de la perte de frisson en cas d'absence de récepteurs), l'amygdale étant une zone avec des récepteurs opioïdes, cela est compréhensible, surtout en sachant qu'elle envoi aussi vers les zones frontales, et le reste du circuit de la récompense (Papez).

Le fait que l'amygdale soit moins activée est expliquée dans le sens où l'amygdale est souvent impliquée dans les sentiments de peur et d'aversion, de fuite, hors là il s'agit d'émotions positives et qu'on veut recevoir. La musique fait donc du plaisir non seulement en activant les zones de la récompense, mais aussi en désactivant les zones des émotions négatives. 

En conclusion: écoutez de la musique, ça ne peut que vous faire du bien, même si c'est inutile pour la survie de l'espèce, comme toute autre forme d'art. 

Source : Blood, A. J.,  Zatorre, R. J. (2001). Intensely pleasurable responses to music correlate with activity in brain regions implicated in reward and emotion. PNAS, 98 (20), 11818–11823

Schwartz (2000). Emotion, Cognition et Prise de décision

Nos émotions influencent nos choix, tout autant que nos choix influencent nos émotions. C'est quelque chose que tout un chacun peut expérimenter, quand, par exemple, on décide de ne pas aller à une soirée parce qu'on ne va pas très bien, ou qu'on regrette le lendemain, quand on va mieux, de ne pas y être allé. Les chercheurs essayent de créer des liens entre les concepts d'émotion, de prise de décision et de cognition. Que ce soit à propos des émotions vécues durant la prise de décision, celles qui viennent après, ou même celles qui précèdent (i.e. le rôle de nos expériences passées).

Les émotions pendant la prise de décision

L'humeur et les émotions peuvent fortement influencer les processus cognitifs. On sait notamment qu'on va pouvoir mieux encoder un souvenir s'il est relié à une émotion, qu'on se souvient mieux des souvenirs qui sont de la même valence (positifs ou négatifs) que notre état actuel. Pour prendre une décision, l'état affectif peut parfois être un argument qui fait valeur de jugement. Pour n'importe quel événement rencontré, on va avoir tendance à le voir positivement si on est dans un état positif, et négativement si on est dans une humeur négative, même si l'événement n'a aucun rapport avec l'humeur. Par contre, cela ne fonctionne plus si on se rend compte qu'on juge non pas l'événement objectivement mais avec des émotions qui n'ont rien à voir avec l'événement. Dans ce cas, on redevient "objectif" en prenant conscience que nos émotions altèrent le jugement de quelque chose qui n'a rien à voir.

Dans une situation de prise de décision, les émotions vont entrer en compte pour augmenter l'accessibilité de ce qui est correspondant à notre état émotionnel, et en prenant en compte les tenants et aboutissants émotionnels de chaque choix possible. Quand on est d'humeur positive, on va avoir tendance à surestimer l'importance des conséquences positives d'un choix, et sous-estimer les conséquences négatives. Inversement si on est d'humeur négative. Par exemple, cela peut se traduire par trouver plus d'arguments "pour" quand on est de bonne humeur, et se concentrer sur les arguments "contre" quand on est d'humeur négative.

L'état émotionnel change aussi la manière de traiter un problème : quand on est dans une humeur positive, on analyse la situation d'un point de vue global, sans regarder les détails et en prenant en compte ce qu'on sait déjà (stratégie de traitement heuristique - influence top-down) et quand on est dans une humeur négative, on analyse la situation point par point, un point à la fois (stratégie de traitement systématique - influence bottom-up), en faisant beaucoup attention aux détails et peu à ce que l'on connait déjà. A nouveau, ces effets disparaissent dès lors qu'on prend conscience que des émotions non liées à la situation influencent notre pensée, notre manière d'aborder un problème. En conséquence, l'état émotionnel influence également notre coopérativité : on a plus tendance à coopérer quand on est dans un état affectif positif. Ceci aidant donc tout ce que la coopérativité permet, à savoir la socialisation, mais aussi créer une sorte de zone proximale de développement où le savoir de l'un va aider l'autre à apprendre. 

Il faut néanmoins considérer des différences selon les émotions : la peur et la colère, bien que tous deux négatifs, ont des effets parfois opposés (sur le fait d'être pessimiste ou optimiste par exemple, la colère rendant plus optimiste et la peur plus pessimiste). Il y a également une différence de genre sur la manière de ressentir les émotions.

Les émotions après-coup

Les émotions induites par une décision existent, et peuvent grandement influencer l'humeur, même une fois que la décision a été prise. On a l'habitude de voir 2 émotions principales pouvant résulter d'une décision : le regret et la déception. La déception arrive quand les conséquences de notre choix ne sont pas celles que l'on attendait, et le regret, quand, même quand on a obtenu les conséquences recherchées par notre choix, on se rend compte que faire un autre choix aurait apporté aussi de bonnes choses, voir de meilleures. 

Les émotions anticipées

Anticiper le regret et la déception futur peut aussi altérer la manière dont on prend une décision (se dire qu'on le regrettera si on ne fait pas des études de psychologie peut aider à choisir la psychologie après le bac). Les décisions prises seront celles qui minimisent ces sentiments futurs supposés apparaitre après chaque choix (s'ils sont négatifs, sinon, on cherche à les maximiser). 

Il y a un biais qui nous dit que dans le doute, il vaut mieux agir que ne rien faire, et on va donc toujours essayer de faire quelque chose. Par exemple, si un parent doit décider de vacciner son enfant, alors qu'il y a des risques fatals pour sa santé, il va quand même le vacciner, d'une parce qu'il a peur de regretter de ne pas l'avoir fait en cas de problème, et de deux parce que ne rien faire est plus difficile que de faire quelque chose. Cela va influence ce qu'on appelle l'utilité subjective (cf. article précédent de Glimcher, 2004) avec des éléments qui ne sont pas en rapport avec la situation elle même (est-il mieux de vacciner son enfant?).

Pour prendre une décision, on ne se base pas sur le regret et la déception future, toutes les émotions que l'on pense ressentir en prenant une décision peuvent influencer la décision, quand bien même elles ne sont qu'hypothétiques, on tend ainsi vers la décision qui, pense-t-on, va nous procurer le plus d'émotions positives. 

Le problème, c'est qu'en anticipant nos émotions futures dû à un choix ou à un autre, on peut facilement se tromper ! Ce qui va conduire à faire des mauvais choix, ou en tout cas pas les meilleurs ("sub-optimaux"). On se trompe soit parce qu'on se trompe réellement sur l'émotion qui va dériver d'une décision (on pense être heureux dans un mariage alors on dit oui, mais c'est pas dit qu'on le soit), soit on sous-estime l'influence de l'environnement futur, et on pense que notre état émotionnel sera la conséquence de notre unique choix actuel ("en me mariant, je serai heureux", certes, mais ton travail pourra très bien te tracasser, et du coup, une fois marié, tu ne seras pas heureux pour autant). C'est particulièrement possible de se tromper quand on doit prédire l'arrivée de sentiments positifs suite à une décision alors qu'on est, au moment de la décision, dans un état émotionnel négatif (et inversement).

La mémoire des sentiments passés

Les sentiments passés ne sont pas réellement autant pris en compte que nos sentiments actuels ou futurs. En fait, on ne retient que deux moments particuliers sur les sentiments passés : le moment le plus intense et la fin. Il n'y a pas d'influence du temps qu'on a ressenti une émotion, par exemple, ni des fluctuations de celle-ci. 

Pour exemple, on a plongé la main de participants dans une eau à 14°C, donc froide, engendrant une certaine douleur. On leur a demandé de tenir 60 secondes. On leur a ensuite demander de replonger la main dans un eau à 14°C, mais pendant 90 secondes, et pendant ces 90 secondes, la température de l'eau remontait, de sorte qu'il soit moins douloureux à supporter à la fin. On leur a demandé ensuite s'ils préféraient revivre le premier ou le deuxième plongement de main. Ils ont répondu le second, plus long pourtant, simplement parce qu'à la fin, ils se sont souvenu avoir moins mal, et que le pic était le même (même douleur pour 14°C dans les deux cas). Ce biais peut très clairement influencer nos choix dans le mauvais sens, en nous disant d'aller vers ce qui est plus intense (ou moins intense, si c'est une émotion négative), même si c'est bref... On préfèrera ainsi vivre une passion amoureuse de 2 mois qu'une histoire longue de 1 an, par exemple, parce que les sentiments seront plus intenses dans la passion amoureuse, et que le temps passé à être heureux (mais moins intensément) dans l'histoire longue n'influence pas la décision.

Source : Schwartz, N. (2000). Emotion, Cognition and Decision Making. Cognition and Emotion, 14 (4), 433-440

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A lire également à propos de la prise de décision : 
Glimcher et al. (2004). Neuroeconomie: L'alliance du cerveau et de la décision

Hsu, M., & al. (2008). Le juste et le bon : justice distribuée et encodage neuronal de l'équité et de l'efficacité

Bechara, A. (2004). Le rôle de l'émotion dans la prise de décision : étude des patients orbitofrontaux

A lire également à propos de l'émotion : 
Jackson (2012). La réponse cérébrale à la douleur d’autrui

Phelps, E. A., & al. (2006). L'émotion facilite la perception et aide l'orientation de l'attention

Dapretto, M. & al. (2006). Comprendre les émotions des autres : les dysfonctionnements des neurones miroirs chez les autistes

Brosch, T. & al. (2007). Au delà de la peur : orientation de l'attention rapide vers les stimuli positifs

Ewbank, M. P. & al. (2009). La réponse de l'amygdale cérébrale aux images fortes

Glimcher et al. (2004). Neuroeconomie: L'alliance du cerveau et de la décision

Le but de la neuroéconomie est de comprendre les processus les sensations et l'action dans une situation où l'on doit prendre une décision. On s'attachera ici à la manière dont on prend une décision d'un point de vue économie, comportemental et biologique.

La naissance de la neuroéconomie vient de l'observation d'un paradoxe observé, qui contredisait les théories habituelles de prises de décision développées par les économistes. Les économistes avaient défini à chaque prise de décision un critère d'utilité, qui correspond à la propabilité d'y gagner en faisant un choix plutôt qu'un autre. Le Paradoxe de Saint Petersbourg nous indique que les choix ne sont pas vraiment faits en fonction de la probabilité de gagner. Ils utilisent pour ça un jeu où la probabilité de gagner est infinie : Il s'agit de décider combien on serait prêt à payer pour jouer à un jeu de pile ou face, où la banque nous offre 2€ si pile tombe au premier coût, 4€ s'il tombe au deuxième, 8€ au troisième... 2^n euros pour le nième essai. Alors même que ce jeu à une utilité (probabilité de gain) infinie, la plupart des gens ne sont pas prêt à payer plus de 40€ pour y jouer. Pourquoi?

L'utilité subjective

C'est la notion qui a été avancée pour expliquer ce paradoxe: l'utilité d'un jeu diminue avec la grandeur des gains. L'utilité n'est pas vue comme une fonction linéaire. C'est à dire qu'on perçoit la probabilité de gagner 1€ à tous les coups comme plus intéressante que de gagner 10€ un coup sur 10. Mathématiquement, la probabilité de gain est la même, mais elle n'est pas perçue comme cela, au contraire, on y met de la subjectivité, et avec ça, intervient une aversion au risque qui nous empêche de miser gros pour gagner gros. On préfèrera ainsi gagner peu d'argent à coup sûr, que miser et risquer de perdre, et cela, même si l'utilité objective du jeu nous dis qu'il est plus intéressant de miser (par exemple entre gagner 1 euros à tous les coups, et gagner 12 euros un coup sur 10, il vaut mieux tenter la deuxième option, mais ce n'est pas ce qu'on fait. Cette aversion au risque nous dit également qu'on est plus sensible à la perte qu'au gain, c'est à dire que ça parait plus négatif de perdre 10€ que ça n'est positif d'en gagner 10. La valeur initiale d'utilité (par exemple, un gain d'1€ a une utilité de 1) est déterminée de façon arbitraire, et est également subjective (d'où des erreurs de jugement où on se trompe à cause de l'importance que l'on donne aux choix).
Il semble que même les oiseaux, qui n'ont pourtant pas un cortex aussi développé que le notre soient capables de comprendre l'utilité, et préférer ainsi prendre des risques pour gagner plus si l'utilité est plus importante. Ce qui peut s'expliquer dans une perspective Darwinienne de sélection des espèces : ceux qui gagnent plus sont favorisés, donc l'évolution favorise la prise de risque et l'analyse des utilités de diverses options.

Les bases neuronales
L'importance est donc que l'utilité perçue n'est pas la même que l'utilité réelle. Cette subjectivité va expliquer bon nombre de paradoxe et de comportements humains sur une prise de décision. On a essayé de trouver les bases neuronales qui permettaient de coder l'utilité subjective. Il s'avère que ce n'est pas une réponse simple Stimulus environnemental (de la nourriture ou de l'argent par exemple) --> action (aller chercher l'argent), mais qu'il y a un intermédiaire qui permet de choisir la meilleure option, dans une situation où le choix est ambigüe.
Les différentes zones cérébrales impliquées dans la levée de l'ambiguïté et la décision sont :

• Le cortex pariétal postérieur. Dans un jeu de loterie, on s'est en effet aperçu que les neurones du cortex pariétal postérieur s'activaient quand il y avait renforcement, donc que le choix était bon. Il code à la fois la valeur de ce renforcement et sa probabilité d'être obtenu. 
• Le striatum. Il est impliqué dans la force de la récompense. Il aura tendance à nous faire miser gros pour gagner beaucoup.
• Le noyau amygdalien sublenticulaire. L'amygdale étant liée aux émotions et notamment à la peur, cette région est le siège de l'aversion au risque, et tendra à nous faire choisir ce qui est moins risqué. Elle code également l'utilité subjective : gagner 0€ quand on a la possibilité d'en gagner 15 est différent que gagner 0€ quand on a la possibilité d'en perdre 15, ce qui peut se comprendre étant donné à la fois la valence de ce qui entoure le gain et de l'aversion au risque induite par l'amygdale.

Les stratégies
On a également étudié les stratégies déployées quand on est en face d'une autre personne. Dans le jeu de l'inspection (où un participant, dans le rôle de l'employé, décide de rater la travail pour gagner son salaire quand + un bonus, ou de rester travailler, et en face, il y a un autre participant, dans le rôle du patron, qui décide d'engager un inspecteur pour la journée, ce qui lui coutera, mais permettra de prendre l'employé la main dans le sac, ou de laisser faire et de perdre la journée de l'employé dans le chiffre d'affaire) on peut bien voir à quel point chacun va chercher son bénéfice : si le coût de l'inspection est haut, le patron va moins y faire appel pour garder ses sous, et l'employé va plus frauder, et inversement. L'intérêt est notamment de voir les situations intermédiaires où le coût de l'inspection est raisonnable...

Environnement risqué vs environnement incertain
On a également pu faire des comparaisons entre des environnement où les probabilités de gain sont connues et des environnements où elles ne le sont pas. On préfère souvent opter pour la sécurité (aversion au risque à nouveau) et prendre la solution à utilité connue. On appelle ça le Paradoxe d'Ellsberg. Cela remet notamment en cause la théorie de l'utilité, car dans le cas où l'utilité serait plus grande mais pas connu, elle ne serait pas choisie. La théorie de l'utilité permet donc de rendre compte de certaines situations, mais pas de toutes, notamment pas de celles en univers incertain (où on ne connait pas les risques). Cela signifie également que les processus biologiques sous-jacents dans une situation à univers risqué et à univers incertain ne sont pas les mêmes, et qu'il y a conflit entre les deux.
Les activations dans ce cas spécifique sont les suivantes:

• Le cortex préfrontal ventromédian (VMPFC). Il est impliqué dans les situations à univers incertain, car il est supposé intégrer les notions de conscience du futur, de planification, etc. Elle permet aussi d'intégrer les dimensions émotionnelles envoyées par l'amygdale (à rapprocher de l'hypothèse des marqueurs somatiques de Damasio). Cette zone s'active quand on apprend la disponibilité d'une récompense ou d'une punition. Elle a notamment été étudiée chez des patients lésés (cf. cet article)

La coopération
On a pu étudier les stratégies de coopération cette fois-ci à partir du célèbre ultimatum game. Ce jeu consiste à dire à un sujet qu'il possède dors et déjà 10€, mais qu'il faut le partager avec un autre joueur, en choisissant la proportion qu'il veut. Si l'autre joueur est d'accord avec le partage, alors chacun obtient la part qui lui a été attribuée, et si l'autre joueur refuse le partage, alors personne ne gagne rien. Le résultat intéressant est que quand le partage est trop inéquitable (le second joueur n'obtient que 2 ou 3€), le second joueur préfère refuser pour garder l'égalité entre lui et le premier joueur, plutôt que de gagner de l'argent inéquitablement réparti. On préfère rien gagner et ne rien faire gagner à l'autre que devoir gagner moins que l'autre...
Lors d'un refus par le second joueur, les zones suivantes s'activent :

• L'insula antérieur. Cette zone est associé au dégoût à la fois physique et émotionnel. Il semblerait donc que l'inégalité des répartitions des richesses provoque réellement un dégoût suffisamment fort pour empêcher l'autre de gagner quoique ce soit.
• Le cortex préfrontal dorsolatéral. Cette zone s'occupe de maintenir le but (gagner de l'argent) et d'effectuer un contrôle des fonctions exécutives (inhibition, plannification, etc.)
• Le cortex cingulaire antérieur. Il permet de détecter quand il y a conflit dans une situation. 

Dans une expérience du même type, le jeu de la confiance, un participant possède de l'argent en banque, et est libre de le mettre en bourse. S'il le fait, l'argent triple, mais est entre les mains d'un second joueur, qui peut décider de la manière de distribuer cette somme triplée entre lui et le premier participant. Pour gagner le plus possible, le premier participant ne doit rien miser, et le second doit garder toutes les mises triplées pour lui uniquement. En réalité, ce n'est pas ce qui se passe. On cherche à nouveau un équilibre, comme une justice plus forte que le gain.

• Le cortex paracingulaire antérieur est activé spécifiquement dans cette situation de coopération, mais seulement quand on a un humain en face de nous. Quand le second joueur est un ordinateur, rien n'est activé. C'est une zone qui est impliquée dans l'interprétation des états mentaux d'autrui, dans l'empathie, autrement dit.

En conclusion, on peut dire que lorsque l'on doit faire un choix, chaque possibilité a une certaine proportion de gain, dite utilité, mais qui n'est pas le gain réel que cela pourrait nous apporter, mais le gain qu'on pense que cela va nous apporté, et qui est différent de la réalité, on appelle cela l'utilité subjective. Néanmoins, les gens n'agissent pas simplement avec cette dimension, notamment quand l'univers n'est plus risqué mais incertain. Quand il y a ambiguïté, l'utilité subjective est moins importante. 
Pour continuer à étudier ces processus, il est important d'allier à la fois l'économie, la psychologie comportementale et la biologie pour faire perdurer cette science nouvelle qu'est la neuroéconomie.


Source: Glimcher, P. W., & Rustichini, A. (2004). Neuroeconomics: The Consilience of Brain and Decision. Science, 306, 447-452

Hoeft, F. & al. (2008). Différences entre garçons et filles jouant à un jeu-vidéo : une observation de l'activité cérébrale méso-corticale

Les auteurs ont étudié par IRMf les activations cérébrales chez des garçons et des filles alors qu'ils jouaient à un jeu faisant appel à la spatialité. Ils ont trouvé des différences d'activations dans le système méso-cortico-limbique. Ils expliquent cela par une motivation plus importante par rapport au jeu et par rapport à la récompense qu'on peut en tirer. Ce peut aider à expliquer notamment la plus grande proportion de joueurs masculins sur les jeux vidéos, et leur prédisposition à l'addiction.

On sait déjà que les garçons sont plus aptes à la dépendance concernant les jeux vidéos que les filles. Il y a également eu quelques études sur l'effet du jeu vidéo sur l'activation du cerveau, et on a montré notamment que le striatum ventral émettait plus de dopamine quand on était performant, ainsi qu'un décroissement d'activation dans le cortex préfrontal dorsal juste en jouant.
Dans cette étude, ils ont cherché à étudier les différences entre garçons et filles.

Méthode
Ils ont étudiés 22 étudiants via un IRMf, dont 11 étaient des étudiantes. Ils ont contrôlé qu'ils étaient tous droitiers, sans problèmes psychiatrique d'aucune sorte, et qu'il n'y avait pas de différence sur la pratique des jeux vidéos quotidienne entre les garçons et les filles.
Ils devaient jouer à un jeu spatial, dans lequel on ne leur disait que de cliquer sur "le plus de balles possible". Les balles allaient d'un côté de l'écran à l'autre, toutes à la même vitesse, et de sorte que 10 balles soient toujours présentent sur l'écran. Il y avait au centre un "mur". Dans la condition contrôle, ce mur ne bougeait pas. Dans le condition jeu, il faisait diminuer l'espace disponible où cliquer à chaque fois qu'une balle le touchait, et au contraire augmentait l'espace quand il n'y avait aucune balle à moins de 100 px du mur. Le but réel du jeu (gagner le plus d'espace possible) n'était pas dit explicitement aux sujets.

Ils ont centré les résultats IRMf sur le noyau Accumbens, l'Amygdale et le cortex orbitofrontal, selon les données déjà obtenues dans les domaines de l'addiction et de la récompense.

Résultats

• Une analyse statistique montre que les résultats ne peuvent pas être expliqués par des différences motrices entre les sexes.
• Les garçons ont gagné au final plus d'espace que les filles.
• Chez tous les participants, on avait des activations des zones du traitement visuel, de l'attention visuo spatiale, des fonctions motrices et des transformation sensori-motrice, ainsi que l'insula droite, le cortex préfrontal dorsolatéral droit, le cortex prémoteur bilatéral et le précunéus, ainsi que le noyau accumbens gauche et le cortex orbitofrontal droit (ces deux derniers faisant parti des régions qu'ils avaient regardé en priorité, selon leur implication dans l'addiction et la récompense)
• Les garçons avaient des activations plus fortes que les filles dans le noyau accumbens droit et dans le cortex orbitofrontal bilatéral, ainsi que l'amygdale droite que les filles. Les filles n'ayant aucune zone plus activée que les les garçons. La connectivité entre les zones est également plus active chez les hommes que chez les femmes jouant à des jeux-vidéos, spécifiquement entre le noyau accumbens gauche et le cortex orbitofrontal, et entre le noyau accumbens gauche et l'amygdale droite.
• En comparant les résultats par rapport à la réussite au jeu, on voit qu'il y a une plus grande activation du noyau accumbens gauche pour un jeu chez les garçons (par rapport à un non jeu, et par rapport aux filles), ainsi qu'une meilleure connexion entre le noyau accumbens et le cortex orbitofrontal. Au moment où les garçons apprennent la règle implicite du jeu, on voit une plus grande activation de l'amygdale. Au contraire, chez les filles, il y a moins de connectivité entre le noyau accumbens et le cortex orbitofrontal sur un jeu par rapport au contrôle. 

Discussion
Les activations observées sont connues pour être les mêmes que pour les systèmes de récompense et d'addiction (le noyau accumbens et le cortex orbitofrontal). Le cortex orbitofrontal code la valeur de récompense de quelque chose (c'est super de gagner à un jeu vidéo pour des garçons, moins pour des filles) et oriente l'action vers ce but, et le noyau accumbens est impliqué dans la représentation d'une récompense future (s'imaginer qu'on va gagner, et ce que ça fait). Ces zones sont également impliquée, avec l'amygdale, dans les addictions.
D'autres zones ont été également activées, correspondant à chaque fois au système de récompense ou d'addiction.
La seule différence comportementale entre garçons et filles est que les garçons sont plus capables d'apprendre le but implicite du jeu et de gagner de l'espace que les filles. L'explication est que le fait de gagner de l'espace dans le jeu a agit comme une récompense pour les garçons mais pas pour les filles.

Il est possible que les activations de certaines régions (ex: amygdale) soient dues à autre chose que le jeu (agressivité plus grande, par exemple).

Pour aller plus loin, il faudra néanmoins regarder plus en détail ce que le jeu implique comme aspects cognitifs, si on retrouve ces différences de genre sur d'autres types de jeu, regarder le comportement précis d'un sujet, et regarder des gens d'autres ages et groupes sociaux, ainsi qu'avec d'autres habitudes face à l'ordinateur.


Source: Hoeft, F., Watson, C. L., Kesler, S. R., Bettinger, K. E., Reiss, A. L. (2008). Gender differences in the mesocorticolimbic system during computer game-play. Journal of psychiatric research, 42 (4), 253-258

Hsu, M., & al. (2008). Le juste et le bon : justice distribuée et encodage neuronal de l'équité et de l'efficacité

La "justice distributive" est la manière dont les individus ou la sociétés attribue des gains ou des pertes d'une façon juste ou morale. Le choix possible porte entre l'efficacité et l'égalité dans un choix. Cette expérience a montré que le putamen était impliqué dans le jugement de l'efficacité et l'insula réagit à l'inégalité. La région subgénuée caudal et septal (c'est dans le gyrus cingulaire) encode les deux aspects du jugement ensembles. Un sens de la justice est nécessaire pour émettre un jugement, mais cela ne se réduit pas au rationnel, il y a aussi l'émotionnel qui joue. 

Le choix type est donc: "Imaginez que vous êtes dans un camion qui contient 100kg de nourriture à acheminer dans une région de famine, la région et grande et le trajet est trop long pour garder tous les aliments en bon état jusqu'au bout. Vaut-il mieux ne distribuer  alors qu'à la moitié de la population et n'avoir que 5kg d'aliments pourris, ou distribuer à tout le monde, mais avoir 15kg d'aliments perdus?"

L'efficacité voudrait qu'on favorise le jugement qu'on dit "utilitariste". Si on a un raisonnement moral utilitariste, on choisira donc de n'acheminer qu'à la moitié pour limiter les pertes de nourriture, quitte à laisser la moitié de la population sans nourriture.

L'égalité voudrait qu'on favorise le jugement qu'on dit "déontologiste". Si on a un raisonnement moral déontologique, on choisira de donner de la nourriture à tout le monde, même si c'est en plus faible quantité et avec plus de perte.

Pour choisir entre l'une ou l'autre des possibilités, on fait à la fois intervenir la raison, ce qu'on appelle la pensée formelle ou abstraite en psychologie, mais aussi les émotions, en éprouvant par exemple de l'empathie pour les pauvres affamés qui mourront de faim si on ne leur donne rien, ou en imaginant la joie de ceux qui verront beaucoup plus de nourriture que prévu arriver.

Hypothèse

Des régions spécifiques se chargent des aspects utilitaristes et des aspects égalitaires. 

• Les régions impliquées dans le jugement utilitariste seraient les mêmes que pour le système de récompense, tel qu'il est connu grâce aux tâches de prise de décision classiques, et qui inclue notamment le striatum. Il y aurait aussi les zones découvertes plus récemment comme ayant un rôle dans l'altruisme et l'attachement social: la région subgénué, paralimbique.
• Les régions de l'émotion, comme l'insula, seraient impliquées dans le jugement de type égalitaire. L'insula étant déjà connu comme étant le centre de décision dans les situations à risque et dans certaines prises de décision prenant en compte le risque vis à vis du bénéfice.

Matériel

26 adultes (dont 9 hommes), d'âge moyen 39,2 ans, ont participé à l'expérience. Celle-ci consistait à choisir à qui prendre ou donner de l'argent (traduits ensuite en nombre de repas) à un groupe d'enfant ou à un autre, les conséquences de chaque prise de décision étant connu (ex: perte de 13 pour un enfant et 5 pour l'autre dans un cas, perte de 15 pour un seul dans l'autre cas). Une première orientation était faite par défaut, pour prendre l'argent sur l'un des deux groupe. Le participant pouvait changer le sens de cette orientation seulement une fois. On lui traduisait ensuite ce qu'il avait enlevé comme nombre de repas aux personnes. (cf. screenshot) En même temps, des données IRMf étaient recueillies.

 

Résultats

• En regardant d'abord les régions qui s'activaient à la fois pour les jugements utilitaristes et égalitaires, ils ont trouvé une activation significative de la région subgénuée septuale et caudale. 

• Ils ont ensuite regardé pour les jugements de chaque type indépendamment, et ont trouvé que le putamen était impliqué dans l'efficacité par rapport à l'inégalité, et n'a pas de corrélation avec le score à un test d'aversion à l'inégalité.
• L'insula ne s'active pas pour les jugements utilitaristes mais s'active fortement face à l'inégalité, et aux scores d'aversions à l'inégalité élevé. L'insula empêcherait donc l'inégalité d'intervenir, d'où un jugement égalitaire.

Discussion

Ces résultats sont en accord avec le fait que l'insula est plus généralement impliqué dans la violation des normes et qu'il s'active plus ou moins fortement selon la sensibilité des sujets à l'inégalité. Ceux qui ont une activation plus forte de l'insula réagissent émotionnellement plus fortement à l'inégalité et ne peuvent donc pas la tolérer, ce qui les pousse à avoir un jugement déontologique. 

Le traitement de l'aversion à l'inégalité est traité de la même façon et dans les mêmes zones que l'analyse de la prise de risque.

La région subgénuale est importante dans le sens où elle s'active pour les deux types de jugements et pourrait donc être au centre de la prise de décision, faisant ressortir tel norme de choix plutôt qu'une autre. Cette région intègre donc plusieurs valeurs à la fois. C'est en accord avec le rôle qu'on lui connaissait déjà de l'attachement social, de la charité et de la confiance. 

Source: Hsu, M., Anen, C., & Quartz, S. R. (2008). The Right and the Good: Distributive Justice and Neural Encoding of Equity and Efficiency, in Science, 320, 1092-1095

Bechara, A. (2004). Le rôle de l'émotion dans la prise de décision : étude des patients orbitofrontaux

La plupart des théories sur la décision disent que celle-ci résulte des imagination de ce qu'une option ou une autre nous apportera dans l'avenir. Mais les gens ne jugent pas seulement comment prendre leur décision en fonction des buts et des risques rationnels, intervient aussi l'émotion! Quand on a une lésion dans le cortex préfrontal ventromédiant (incluant l'orbitofrontal), on a du mal à prendre en compte nos émotions pour nos décisions.

Il y a à propos de ça une hypothèse qui a été émise: l'hypothèse des marqueurs somatiques sensoriels. Elle prend en considération plusieurs niveaux entrant en compte dans la décision, et notamment ceux d'homéostasie (rester à l'équilibre), l'émotion et les sensations.

Dans la région orbitofrontale du cortex préfrontal, on a le gyrus rectus et les gyri orbitaux. Une lésion uniquement de cette région est rare, elle apparait souvent associée à une lésion de tout le cortex préfrontal ventromédian. Ceux qui ont ces lésions ont de gros problèmes au quotidien dans leurs décisions, qu'elle soient à titre personnel ou vis à vis des autres. Les autres capacités cognitives sont cependant préservées. L'hypothèse des marqueurs somatiques sensoriels prédit qu'une diminution des émotions influerait la prise de décision. Ces patients ont des problèmes de décision, et ce serait donc dû à un problème de prise en compte d'émotions. 

Méthode

La gambling Task

Ils ont utilisé trois types de tâches pour tester les problèmes de décision des patients avec lésion Ventromédiane: la Gambling Task (jeu de poker), la Betting Task et la Delay Task. 

Dans la Gambling Task, les sujets ont à choisir des cartes dans 4 paquets différents. Deux des paquets sont à haut risque de perte mais on gagne beaucoup les peu de fois où on gagne (mais au final ils font perdre de l'argent) et les deux autres sont à risque faible risque mais on gagne peu à chaque coup (au final, on gagne de l'argent).

Ils avaient trois groupes de sujets: les patients lésés du cortex Ventromédian ("patients VM"), des patients lésés d'une autre zone ("patients lésés contrôles") et des gens sans lésion ("groupe contrôle") qui passaient tous la Gambling Task. Ils ont mesuré en même temps la conductance de leur peau (un bon marqueur émotionnel)

Résultats

• Les patients VM n'ont pas évité les paquets à risque (qui faisaient perdre à la fin), alors que les deux groupe contrôle si.
• La conductance de la peau faisait un pic chez tous les patients après avoir pioché une carte et appris si c'était une perte ou un gain. La différence est que chez les sujets contrôle, il y avait également un pic de conductance (i.e. une émotion) avant de piocher une carte dans un paquet à risque, alors que les patients VM n'en avaient pas. 

Ces patients VM étaient tous lésés des deux hémisphères. Ils ont donc ensuite comparé les lésés VM unilatéraux. Il semblerait que ceux qui sont lésés du côté gauche ont moins de problèmes avec la décision au quotidien et dans la Gambling Task que ceux qui sont lésés du côté droit, qui présentent, eux, les mêmes résultats que les lésés bilatéraux. Ils ont corrélés ces résultats avec le fait que les comportements émotionnels de l'hémisphère droit sont plus des comportement d'évitement et d'émotions négatives et pour l'hémisphère gauche, on a plus des comportement de rapprochement et d'émotions positives. Pour ceux qui sont lésés à droite, on peut donc comprendre que, vu qu'ils ont moins d'émotions négatives et de comportement d'évitement, et plus de comportement de rapprochement avec des émotions positives, ils choisissent plus les decks à risques. Ce sont en quelque sorte d'éternels optimistes qui ne pensent jamais perdre... 

Pour ceux qui ont eu la lésion ventromédiane plus tôt dans leur vie, les dégâts sont plus importants et irréversibles, alors que ceux qui l'ont acquis plus tard, à l'âge adulte, sont moins désavantagés dans leur décisions quotidiennes.

Pour revenir à l'hypothèse des marqueurs somatiques, on explique donc les résultats de décision de ces patients par leurs émotions (ils ont moins d'émotions négatives, et plus d'émotions positives, ça les attire plus vers le risque). Il y a trois moyens de faire passer les sensations du corps vers le cortex et les émotions: la corde spinale, les nerfs vagues et le chemin endocrinien. Ce serait les nerfs vagues qui seraient le plus à même de faire correspondre l'état du corps (les sensations, donc) avec une prise de décision.

• Ils ont donc testé cette hypothèse avec des patients épileptiques stimulés directement via électrodes. Ils ont observés un choix plus important des paquets avantageux lorsqu'ils activaient les nerfs vagues, par rapport à quand ils ne l'étaient pas. 

Un autre problème pouvant intervenir dans la prise de décision endommagée chez les patients VM est que le cortex préfrontal permet aussi de faire des estimations. Sans estimations, ils ne peuvent pas savoir à l'avance si un paquet est avantageux ou pas (ce qui peu expliquer l'absence de réponse cutanée avant de piocher).

Ils ont également comparé les problèmes de décision avec la mémoire de travail. Les patients VM ont un problème de prise de décision mais aucun problème de mémoire de travail. Au contraire, des patients avec des lésions préfrontales dorsolatérales (DLPF) ont des problèmes de mémoire de travail mais pas de prise de décision (selon les zones, cela affecte plus la mémoire des objets (zone inférieure) ou la mémoire spatiale (zone supérieure)).

• En utilisant une Delay Task, il semblerait que la mémoire de travail ne soit pas affectée par la capacité à prendre des décisions.
• Mais il semblerait que la prise de décision soit influencée par l'intégrité de la mémoire de travail.

Les auteurs font ensuite la distinction entre impulsivité (qui est une absence d'inhibition) et mauvaise prise de décision. La différence se justifierait en cela que pour prendre une décision, il faut évaluer les pour et les contre et on n'est pas au courant des conséquences de nos actions, alors que pour une impulsivité, il n'y a pas d'évaluation des pour et des contres qui entre en compte, et on est parfaitement au courant des résultats si on y cède. La prise de décision est une impulsivité cognitive, gérée comme on vient de le voir démontrer par le cortex préfrontal ventromédian, alors que l'impulsivité au sens classique est en fait une impulsivité motrice, gérée par les zones cingulaires antérieures. Il existe encore un autre type d'impulsivité: l'impulsivité perceptive qui est en fait l'impossibilité de faire taire des pensées récurrentes, et qui serait géré par la mémoire de travail. Cette dernière impulsivité est plus gérée par le cortex frontal latéral et le cortex insulaire antérieur.

Les émotions et les états du corps n'entrent pas toujours en considération dans les prises de décision. Il y a deux circuits, un circuit qui intègre les signaux du corps, le "body loop" et un circuit qui fonctionne sans input du corps, le "as-if loop". Dans le as-if loop, l'activation n'a pas besoin de passer par le corps les cortex insulaires et somatosensoriels sont directement activés en souvenir de l'émotion déjà ressentie dans la situation similaire. 

Source: Bechara, A. (2004). The role of emotion in decision-making: Evidence from neurological patients with orbitofrontal damage, in Brain and Cognition, 55, 30-40

Koenigs, M. & all. (2007). Les dommages du cortex préfrontal augmentent les jugements moraux utilitaristes

Est-ce que les émotions (et donc les zones corticales qui les sous-tendent) jouent un rôle dans le jugement moral? De nombreuses études le montrent. Est-ce que les émotions interviennent en étant la cause du jugement, ou en réponse à ce jugement? C'est ce à quoi cette étude s'intéresse.

Pour ajouter encore des données supplémentaires à celles existantes, ils ont étudiés des patients lésés du cortex préfrontal ventromédian (=VMPC), qui code pour les émotions sociales et l'évaluation de la valeur émotionnelle d'un stimulus, et ils ont vu que ces patients présentaient un problème moral spécifiquement pour les dilemmes moraux personnels présentant un dilemme élevé (entre sauver une personne qui souffre beaucoup au détriment d'un grand nombre, ou sacrifier cette personne pour sauver tous les autres, par exemple).

Hypothèses

• Si le jugement moral est lié avec l'évaluation des émotions, les patients lésés VMPC recourrons plus à des réponses de type "utilitaires", c'est à dire dénuées d'émotions sur les situations où les réponses se font habituellement plus grâce aux émotions, c'est à dire les situations avec des jugements moraux de type personnel (sauver quelqu'un par ex.) et des dilemmes forts. On ne devrait pas observer de différence avec les sujets normaux sur les jugements de type impersonnels, où l'émotion n'intervient pas.
• Si, par contre, l'émotion n'intervient pas dans le jugement moral, mais seulement après l'avoir effectué, alors les patients VMPC n'auront pas de différence avec le groupe contrôle sur la décision à prendre, seulement sur le ressenti ensuite.

Méthode
Ils ont prit 6 patients avec une lésion bilatérale du Cortex préfrontal ventromédian (VMPC), 12 patients avec des lésions n'impliquant pas les zones liées à l'émotion (amygdale, VMPC, insula, cortex somatosensoriel droit) et 12 sujets sains sans aucune lésion.

2 des 6 patients VMPC ont été passés sous IRM pendant l'étude, les 4 autres étaient sous TEP (Tomographie par Émission de Positons)

La tâche consistait à choisir si la solution était bonne ou non en appuyant sur un bouton oui/non après que la situation problématique ait été décrite sur 2 diapositives. Les sujets n'avaient pas de temps imparti pour lire la situation, mais devaient répondre avant que 25 secondes se soient écoulées une fois la question posée. Il y avait 50 scénarios proposés. Chaque scénario avait été prétesté sur 10 sujets sains, qui devaient évaluer l'effet émotionnel des dilemmes. Ils ont été ensuite classés selon trois catégories: Les scénarios non-moraux (n=18), les scénarios impersonnels, à faible valence émotionnelle (n=11) et les scénarios personnels, à forte valence émotionnelle (n=21)
Les résultats ont été mesurées en nombre de "oui", c'est à dire le nombre de fois où le sujet a été d'accord pour prendre la solution proposée, laquelle était toujours de type "utilitaire".

Résultats
Le premier résultat concerne les différences selon le type de scénario et les groupes:

• Il n'existe pas de différence significative entre le groupe VMPC et les groupes contrôles pour les scénarios non-moraux et impersonnels, mais il en existe une pour les scénarios personnels. (cf. figure 2)

 A l'intérieur des scénarios personnels, ils ont rajouté une dimension de faible conflit vs conflit fort, selon si la situation était difficile à départager ou pas (en se basant sur le temps de réponse des sujets du pré-test).

• La différence entre les patients VMPC et les sujets contrôles n'existe que pour les situations à fort conflit. (cf. fig. 3)

Discussion
La réponse des patients VMPC à latâche de décision morale diffère donc des sujets normaux uniquement pour la situation de fort conflit mise en scène de façon à faire intervenir les émotions, c'est à dire en incluant des personnes.

En l'absence de dilemme émotionnels, les patients VMPC feraient appel aux normes sociales qu'ils connaissent par ailleurs et dont ils ont bien conscience, ce qui pourrait expliquer les résultats similaires dans la situation "personnel - faible conflit".

Dans cette étude, la sur-évaluation des solutions utilitaires aux problèmes moraux incomberait aux émotions sociales. Il y a également d'autres études, utilisant la célèbre tâche de l'Ultimatum Game, où les décisions étaient expliquées par la difficulté à contrôler la frustration et à calmer sa colère. La tâche étant différente car l'une implique le sujet de façon personnelle, alors que celle de cette étude n'implique que des personnes autres, et imaginaires.


Source: Koenigs, M., Young, L., Adolphs, R., Tranel, D., Cushman, F., Hauser, M., & Damasio, A. (2007). Damage to the prefrontal cortex increases utilitarian moral judgements, in Nature, 446 (7138), 908-911