Apprendre derrière le mouvement étudié

Un produit chimique du cerveau appelé GABA est la raison pour laquelle “certaines personnes dansent comme Fred Astaire – tandis que d’autres ont le rythme naturel d’Ann Widdecombe”, a rapporté le Daily Mail.

Les nouvelles sont basées sur une étude impliquant 12 jeunes adultes en bonne santé qui ont eu leur cerveau stimulé avec des électrodes pour modifier les niveaux de GABA, l’un des principaux produits chimiques régulant la transmission des impulsions électriques dans le cerveau. L’activité cérébrale et la vitesse de réaction des sujets ont ensuite été testés pendant qu’ils apprenaient une tâche impliquant l’appui de boutons en réponse à des indices visuels, les chercheurs examinant comment la performance était liée aux niveaux de GABA normaux et altérés.

Bien que d’intérêt scientifique, ce scénario expérimental a été réalisé chez très peu de personnes et n’a que des implications directes limitées. L’étude n’a évalué que la capacité de chaque individu dans un test de réaction au temps, et les résultats ne peuvent pas être appliqués à d’autres types de mouvements, y compris la danse. Les résultats nécessiteraient également la réplication chez un plus grand nombre de personnes, avec différents tests de mouvement, avant que le GABA puisse être considéré comme responsable de notre capacité à apprendre le mouvement.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs du Centre Oxford pour l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle du cerveau (FMRIB), à l’Université d’Oxford, et a été financée par le Wellcome Trust et le Centre de recherche biomédicale du National Institute for Health Research, Oxford. L’étude a été publiée dans la revue scientifique à comité de lecture Current Biology.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

Il s’agissait d’une étude en laboratoire visant à étudier le rôle d’un produit chimique du cerveau appelé GABA dans l’apprentissage du mouvement. GABA (acide γ-aminobutyrique) est l’un des principaux produits chimiques impliqués dans la régulation de la transmission des impulsions électriques à travers le système nerveux, et a également un effet direct sur le tonus musculaire. Son principal effet global est la relaxation musculaire. Les chercheurs ont théorisé que la variation entre les personnes dans la réactivité de leur système GABA pourrait influencer leur capacité à apprendre de nouveaux mouvements, et ils voulaient tester la théorie.

Les nouvelles ont grandement simplifié cette étude de laboratoire scientifique, qui a utilisé des méthodes artificielles pour modifier les niveaux de GABA et d’évaluer comment cela a affecté les mouvements des doigts appris. L’étude n’avait rien à voir avec la danse. L’étude, bien qu’elle améliore notre compréhension de l’activité nerveuse et de la transmission chimique, ne fournit pas une explication complète du rôle du GABA dans l’apprentissage du mouvement.

Qu’est-ce que la recherche implique?

La recherche a impliqué une technique connue sous le nom de stimulation transcrânienne à courant continu (STCC), qui est connu pour diminuer le GABA, augmentant ainsi la transmission nerveuse et améliorant l’apprentissage à court terme. STCC est effectuée en courant un petit courant à travers deux électrodes, l’un placé sur le côté droit de la tête et l’autre sur la gauche. Les auteurs disent qu’ils ont utilisé STCC en raison de contraintes de temps, car des périodes prolongées effectuant des tâches visuo-motrices complexes sont nécessaires pour modifier les niveaux de GABA naturellement, et leur étude ne pouvait pas le permettre. Ils prévoyaient que les personnes avec des niveaux plus bas de GABA en raison de STCC démontrerait moins d’activité dans les zones motrices du cerveau lors de l’apprentissage de nouveaux mouvements, et démontrent également moins de preuves comportementales de l’apprentissage.

Les chercheurs ont recruté 12 jeunes adultes en bonne santé (âgés en moyenne de 23 ans) qui ont pris part à trois séances d’essai à différents jours. Dans les deux premières séances, 10 minutes de STCC ont été livrés au cerveau avec l’activité des substances chimiques du cerveau mesurées avant et après l’utilisation d’une technique de balayage connue sous le nom de spectroscopie par résonance magnétique (MRS). En particulier, les chercheurs se sont intéressés à l’activité dans les domaines du cerveau contrôlant les mouvements de la main et la vision. Les chercheurs ont évalué l’activité métabolique du cerveau et ont obtenu un spectre de 15 minutes de l’activité du GABA avant la stimulation et dans les 20 minutes immédiatement après la stimulation.

La troisième séance n’impliquait pas le STCC. Les participants ont effectué une tâche de temps de réaction visuellement-marqué pendant que les images de cerveau ont été prises. La tâche impliquait que les participants essayent d’apprendre un modèle de bouton appuyant sur un petit clavier en utilisant seulement quatre doigts. Lors de l’exécution des tâches, l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) a été prise. IRMf est un type particulier de scanner cérébral IRM qui permet la mesure de l’activité du système nerveux. Il le fait en observant les changements dans le flux sanguin. La stimulation transcrânienne a ensuite été répétée pour réduire le GABA dans le cerveau des participants en appliquant un petit courant, comme dans la première session. On a demandé aux participants de répéter la tâche de séquençage pendant que leur activité cérébrale était réévaluée en utilisant l’IRMf.

Quels ont été les résultats de base?

Au cours de la troisième séance, les chercheurs ont noté une variation de la capacité d’apprentissage moteur entre les 12 individus, bien qu’en général, à mesure que les séquences de nombres devenaient plus difficiles, les temps de réaction diminuaient chez tous les participants. MRS a montré une corrélation entre le temps de réaction moyen au cours des tests de séquençage et les niveaux de base de GABA (niveaux de GABA avant STCC a été effectuée), avec ceux ayant des niveaux plus élevés de GABA ayant des temps de réaction plus lents.

Comme prévu, la libération de GABA a diminué après STCC, mais le degré de diminution variait et corrélé avec les temps de réaction de la personne et leur niveau d’activité nerveuse cérébrale (les personnes ayant de meilleurs temps de réaction ont montré une plus grande diminution des taux de GABA).

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les auteurs concluent que la réactivité du système GABA chez l’individu pourrait avoir un effet sur la capacité à court terme d’une personne à apprendre de nouveaux mouvements.

Conclusion

Cette recherche présente un intérêt scientifique et démontre la réactivité des transmetteurs chimiques dans le système nerveux central lors de la stimulation directe. Il examine également comment cela se rapporte à la capacité d’une personne à apprendre une nouvelle activité motrice.

Cependant, ce scénario expérimental chez 12 personnes a des implications directes limitées. L’étude n’a évalué que la capacité de chaque individu dans un test de réaction au temps, et les résultats ne peuvent pas être appliqués à tous les autres domaines du mouvement, comme la danse. En outre, il n’est pas possible d’attribuer l’effet au GABA seul, car d’autres transmetteurs chimiques pourraient être impliqués. Comme les auteurs le reconnaissent, il se peut que leur mesure du GABA soit un marqueur de remplacement pour d’autres changements chimiques qui ont lieu et qui ont un effet direct. Les résultats nécessiteraient une réplication chez un plus grand nombre de personnes, avec différents tests de mouvement, avant que la théorie selon laquelle le GABA est responsable de notre capacité à apprendre le mouvement pourrait être confirmée.