Une étude révèle que les rats ont une imagination

Une étude récente du Janelia Research Campus du Howard Hughes Medical Institute a révélé que les rats ont des capacités cognitives surprenantes. La recherche suggère qu’ils peuvent imaginer et réfléchir à des lieux et à des objets.

Cette révélation offre une toute nouvelle perspective sur l’imagination, considérée comme un trait propre à l’être humain.

Objet de l’étude

Dans le cadre d’une collaboration entre les laboratoires de Tim Harris et Albert Lee, un système innovant a été conçu qui fusionne la réalité virtuelle avec une interface cerveau-machine. Cela a permis aux chercheurs de se plonger dans le domaine des pensées intérieures d’un rat. Le « détecteur de pensées » en temps réel a été conçu pour mesurer l’activité neuronale et traduire ce qu’elle signifie.

Souvenir spatial

Les résultats montrent que les animaux sont capables de penser à des lieux ou à des objets qui ne sont pas immédiatement présents, ce qui est comparable à un humain planifiant mentalement une promenade vers un endroit particulier.

Ces expériences internes activent des schémas neuronaux distincts dans l’hippocampe – la partie du cerveau essentielle à la mémoire spatiale. Selon l’étude, les rats peuvent volontairement invoquer ces schémas d’activité pour se souvenir d’emplacements éloignés en dehors de leur localisation actuelle.

Rats rêveurs

« Le rat peut en effet activer la représentation de lieux dans l’environnement sans y aller », a déclaré le premier auteur de l’étude, Chongxi Lai. « Même si son corps physique est fixe, ses pensées spatiales peuvent se diriger vers un endroit très éloigné. »

La capacité d’imaginer des endroits éloignés de sa position actuelle est fondamentale pour se souvenir du passé et planifier l’avenir. Les chercheurs pensent donc que leurs travaux montrent que les animaux, comme les humains, possèdent une forme d’imagination.

« Imaginer est l’une des choses remarquables que les humains peuvent faire. Maintenant, nous avons découvert que les animaux peuvent aussi le faire, et nous avons trouvé un moyen de l’étudier », a déclaré Albert Lee, co-auteur de l’étude.

Dictionnaire de pensée

Le projet a été lancé il y a neuf ans par Lai alors qu’il était étudiant diplômé sous la direction du conseiller Tim Harris. Lai a eu l’idée de tester si un animal peut penser. Conçu avec l’aide de Lee et Harris, le détecteur de pensée établit un lien direct entre l’activité hippocampique du rat et un environnement virtuel interactif à 360 degrés.

En créant un « dictionnaire de pensée », l’équipe a traduit les schémas d’activité de l’hippocampe en expériences perceptibles dans l’arène VR. Lorsque le rat utilise un tapis roulant sphérique, ses mouvements sont reflétés sur un écran surround.

Simultanément, son activité hippocampique est enregistrée, jetant ainsi les bases de l’interface cerveau-machine (IMC) capable de convertir les fonctions cérébrales en actions virtuelles.

Emplacements cibles

Les chercheurs sont passés à une phase où le tapis roulant a été désengagé et le rat a été récompensé pour avoir simplement produit une activité hippocampique reflétant un emplacement cible.

Dans la tâche « Jumper », nommée d’après un film, le rat utilise la pensée pour accéder aux récompenses. De même, dans la tâche « Jedi », le rat déplace un objet vers un but dans l’espace virtuel par la seule pensée.

Une concentration surprenante

Les implications de l’étude sont profondes. Les rats étaient capables de manipuler avec précision et cohérence leur activité hippocampique, ce qui suggère qu’ils peuvent se concentrer sur un seul endroit pendant de longues périodes – contrairement à ce que l’on pourrait supposer concernant la capacité d’attention d’un rat.

« Ce qui est étonnant, c’est la façon dont les rats apprennent à penser à cet endroit, et à aucun autre, pendant une très longue période de temps, sur la base de notre notion, peut-être naïve, de la capacité d’attention d’un rat », a déclaré Harris.

Implications de l’étude

Cette nouvelle recherche fournit non seulement un aperçu de la fonction hippocampique, mais ouvre également la voie à des dispositifs prothétiques avancés utilisant des principes similaires. L’utilisation de l’IMC dans cette étude offre une nouvelle voie pour sonder et comprendre le cerveau, avec des applications potentielles s’étendant au développement de solutions prothétiques innovantes.

Parce que l’IMC est de plus en plus utilisé en prothèse, ces nouveaux travaux ouvrent également la possibilité de concevoir de nouveaux dispositifs prothétiques basés sur les mêmes principes, ont noté les chercheurs.

Cette recherche révolutionnaire pourrait à terme remodeler notre compréhension de la cognition animale et ouvrir de nouvelles voies pour les progrès technologiques dans les interfaces cerveau-machine.

Crédit vidéo : Chongxi Lai

La recherche est publiée dans la revue Science.

Vous aimez ce que vous lisez ? Abonnez-vous à notre newsletter pour des articles attrayants, du contenu exclusif et les dernières mises à jour.