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Cerveau : le centre de la motivation a pour nom striatum ventral

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Le striatum ventral, structure du cerveau que l'on savait impliquée dans le mouvement volontaire, vient de révéler un de ses nouveaux secrets : il se trouve être le centre de la motivation. Il s'active davantage lorsqu'on mêle activité physique et effort mental.

Cette représentation en 3D illustre les différents composants du système motivationnel (le striatum ventral). Cette structure se situe sous le cortex et est connectée principalement avec certaines régions du système limbique telles que l'amygdale ou l'hippocampe. © M. Pessiglione, Inserm

Les résultats d'une activité (physique ou mentale) dépendent en partie des efforts que l'on y consacre, pouvant être motivés par une récompense. Par exemple, le sportif est susceptible de s'entraîner plus intensément si le résultat lui apporte un prestige social ou monétaire. Il en va de même pour l'étudiant qui prépare ses examens dans l'objectif de réussir sa carrière professionnelle. Que se passe-t-il lorsque des efforts physiques et mentaux sont nécessaires pour atteindre un objectif ?

L'équipe de Mathias Pessiglione de l'unité Inserm 975 (université Pierre et Marie Curie) a cherché à savoir si des efforts mentaux et physiques sont conduits par un centre de motivation commun ou s'ils sont menés par des parties distinctes du cerveau. Les chercheurs ont donc étudié les mécanismes neuronaux qui découlent d'une activité mêlant l'action et la cognition. Les résultats de leur étude sont publiés dans Plos Biology du 21 février 2012.

Pour ce faire, un test de 360 essais, conjuguant effort mental et physique, a été réalisé sous l'œil d'un scanner. Les 20 participants volontaires allongés, la tête dans un appareil d''IRM fonctionnelle, doivent exécuter plusieurs séries de tâches leur permettant d'accumuler des gains qu'ils peuvent remporter mais qui sont plafonnés pour chaque série à partir de la première réponse fausse.

Ces tâches mêlent une action cognitive et une action motrice. Les participants doivent trouver le chiffre le plus grand numériquement parmi des chiffres de tailles différentes et le sélectionner en serrant la poignée située au niveau de leur main gauche ou de leur main droite, en fonction de là où se trouve ce chiffre. À la fin de l'essai, un récapitulatif des gains est projeté de manière à motiver le participant.

Qu'est-ce qui peut bien pousser les marathoniens à courir sur de si longues distances ? Dans leur cerveau, le striatum ventral les motive à réaliser des performances surhumaines et à les propulser, pour les meilleurs, vers la gloire. Ici, Patrick Warau, l'athlète kényan détendeur du record du monde du marathon, qui a parcouru les 42,195 kilomètres berlinois en 2 heures 03 minutes et 38 secondes. © Avda, Wikipédia, cc by sa 3.0

Plus la motivation est forte, plus le striatum ventral s’active

Grâce aux images obtenues à partir des clichés des IRM effectués lors du test, l'équipe de Mathias Pessiglione a identifié dans la profondeur du cerveau un système motivationnel général, c'est-à-dire une structure capable d'activer n'importe quel type d'effort, qu'il soit mental (comme se concentrer sur ce qu'on fait) ou physique (comme soulever une charge). En effet, les chercheurs ont constaté que le striatum ventral s'activait en proportion de la somme en jeu et que plus le degré de motivation était fort, plus l'activation était importante. 

De plus, le striatum ventral se connecte à la partie médiane du striatum (le noyau caudé) lorsque la tâche à réaliser est difficile sur le plan cognitif (lorsque la taille physique et la grandeur numérique des chiffres ne correspondent pas). Réciproquement cette région ventrale sollicite la partie latérale du striatum (le putamen) lorsque la difficulté se situe sur le plan moteur (lorsqu'une forte pression doit être exercée sur les poignées). 

Les chercheurs suggèrent donc que la motivation puisse être codée par le striatum ventral. Ce dernier conduisant soit la partie motrice soit la partie cognitive du striatum selon l'action à mener pour l'amplifier. « Le striatum ventral pourrait commuter les connexions en fonction de la demande, c'est-à-dire amplifier l'activité neuronale dans le noyau caudé pour une opération cognitive et dans le putamen pour une action physique » explique Mathias Pessiglione.

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