Influence des couleurs sur la reconnaissance des mots

Comment est organisée la mémoire sémantique, ou mémoire du sens ? Chacun sait qu’une tomate est rouge, tout comme le sang. Mais comment s’organisent ces représentations dans notre cerveau ? Eiling Yee et ses collègues, de l’Université de San Sebastian en Espagne, ont montré que les objets qui ont la même couleur ont probablement des représentations mentales qui se recouvrent. Par exemple, le fait de lire brièvement le mot sang entraîne une préactivation inconsciente, dans le cerveau, d’autres mots liés de couleur rouge, tel le mot tomate, de sorte que celui-ci est identifié plus rapidement quand on demande au sujet de le reconnaître sur un écran de projection. De même avec des termes comme concombre et émeraude. Certaines personnes, a découvert E. Yee, sont toutefois plus sensibles que d’autres à cet effet.


Sources :


Article original écrit par Sébastien Bohler pour Cerveau & Psychologie, publié le 16/05/2012

Article de recherche :

Yee, E., Ahmed, S.Z., & Thompson-Schill, S.L. In Press. Colorless Green Ideas (Can) Prime Furiously. Psychological Science.

Apprentissage et mémorisation : le rôle des néo-neurones dévoilé

Des chercheurs de l'Institut Pasteur et du CNRS viennent d'identifier chez la souris le rôle des néo-neurones formés par le cerveau adulte. En parvenant à les stimuler de manière sélective, les chercheurs montrent que ces néo-neurones améliorent les capacités d'apprentissage et de mémorisation de tâches difficiles. Cette nouvelle propriété des néo-neurones dans l'intégration d'informations complexes pourrait ouvrir des perspectives dans le traitement de certaines maladies neuro-dégénératives. Cette publication est en ligne sur le site de la revue Nature Neuroscience.

La découverte de nouveaux neurones formés par le cerveau adulte avait fait grand bruit en 2003. Elle mettait à mal le dogme quasi-séculaire selon lequel le nombre de neurones est défini dès la naissance, toute perte étant irréversible. Une découverte d'autant plus incroyable que la fonction de ces nouveaux neurones restait indéterminée jusqu'à aujourd'hui.

L'équipe de Pierre-Marie Lledo, chef de l'unité Perception et mémoire (Institut Pasteur/CNRS), vient de mettre en évidence, chez la souris, le rôle joué dans l'apprentissage et la mémoire par ces néo-neurones formés par le cerveau adulte. A l'aide d'un dispositif expérimental utilisant l'optogénétique mis au point par la même équipe et qui avait déjà fait l'objet d'une publication en décembre 2010, les chercheurs ont démontré que ces néo-neurones, quand ils sont stimulés par un bref flash lumineux, facilitent l'apprentissage ainsi que la mémorisation de tâches complexes. Ainsi les souris mémorisent plus rapidement les informations proposées pendant la tâche d'apprentissage et se souviennent des exercices 50 jours après l'arrêt des expérimentations. A l'inverse, les néo-neurones générés juste après la naissance de l'individu ne confèrent aucun avantage, ni pour l'apprentissage, ni pour la mémoire. Seuls les neurones produits par le cerveau adulte sont donc importants pour l'apprentissage et la mémoire.

« Cette étude démontre que l'activité de quelques neurones produits chez l'adulte peut avoir un effet important sur les processus cognitifs et le comportement. De plus, ce travail illustre, en partie, comment le cerveau assimile de nouvelles stimulations. Dans notre vie quotidienne, l'activité électrique (mimée par nos flashs lumineux) est exercée par les centres de l'attention de notre cerveau » explique Pierre-Marie Lledo qui a dirigé ce travail.

Au-delà du rôle fonctionnel qu'elle établit, cette découverte réaffirme le lien patent entre « humeur » (définie ici par un schéma particulier de stimulation) et activité cérébrale : il est établi que la curiosité, l'éveil et le plaisir favorisent la formation de néo-neurones et, grâce à eux, l'acquisition de nouvelles compétences cognitives. A l'inverse, un état dépressif se répercute sur la production de nouveaux neurones et déclenche un cercle vicieux qui entretient cet abattement. Ces résultats et les technologies d'optogénétique qui ont permis d'y parvenir pourraient se révéler très utiles pour la mise au point de protocoles thérapeutiques visant à contrer le développement des maladies neurologiques ou psychiatriques.

Références :

Activation of adult-born neurons facilitates learning and memory, Mariana Alonso, Gabriel Lepousez, Sebastien Wagner, Cedric Bardy, Marie-Madeleine Gabellec, Nicolas Torquet and Pierre-Marie Lledo, publié en ligne sur le site de Nature Neuroscience, le 13 mai 2012

Source : article original publié comme communiqué de presse du CNRS, le 14 mai 2012.

Echolocation chez les chauves-souris et les odontocètes : nouvelles découvertes sur le comportement de fourragement des cétacés révèle une surprenante convergence évolutive

Bien qu'ayant évolué séparément pendant des millions d'années dans différents milieux, les chauves-souris et les odontocètes1 utilisent des comportements acoustiques similaires pour localiser, poursuivre et capturer leur proie grâce à l'écholocation2. Une équipe de chercheurs danois viennent de montrer que les comportements acoustiques de ces deux groupes sont très similaires pendant la chasse. Cette découverte a été permise grâce à une nouvelle balise de trackage pour les cétacés qui a permis aux scientifiques de suivre pour la première fois les comportements de chasse des cétacés dans la mer. 

Les chauves-souris et les odontocètes ont eu de nombreuses opportunités de faire évoluer différemment leurs techniques d'écholocation depuis leur plus récent ancêtre commun qui était incapable de faire de l'écholocation. Néanmoins, on sait depuis des années que ces deux groupes utilisent le même intervalle de fréquences pour leurs ultrasons (entre 15 à 200 KiloHertz3) lors de la chasse. Ce fait est surprenant car le son se propage 5 fois plus vite dans l'eau que dans l'air, ce qui procure aux odontocètes une information plus précise temporellement qu'aux chauves-souris pour choisir à quel moment intercepter leur proie. 

Maintenant, un nouveau dispositif permet d'enregistrer ce que les cétacés entendent ainsi que leurs mouvements dans l'océan. Grâce à cette nouvelle technologie, Peter Teglberg Madsen et Annemarie Surlykke, des chercheurs danois, ont découverts plus de similarités entre les tactiques acoustiques de ces animaux. 

Les chauves-souris augmentent le nombre de cris par seconde (le taux de buzz) lorsqu'elles poursuivent une proie. On pensait que les odontocètes maintenaient leur taux de cris (ou clics) constants, quelque soit leur distance par rapport à la proie. En fait, cette nouvelle recherche a permis de montrer que ces cétacés augmentent eux-aussi leur taux de cris lorsqu'ils atteignent leur proie (avec un taux similaire à celui des chauves-souris, aux alentours de 500 cris par seconde). 

Chauves-souris et odontocètes, contrairement à ce que l'on pouvait penser, opèrent donc sur les mêmes taux de cris d'écholocation et sur les mêmes fréquences. Ces similarités soutiennent l'idée que leur comportement acoustique peut avoir été défini par les limites des capacités de traitement auditifs du cerveau des mammifères. 

1 Odontocète : sous-ordre des cétacés regroupant les dauphins, les cachalots, les orques, les bélugas, les marsouins, les narvals et les globicéphales

2 Echolocation : l'animal envoie des ondes sonores qui vont heurter tous les obstacles se trouvant devant lui et revenir à la source. Cela permet à l'animal d'avoir une image en 3 dimensions de son environnement. 

3 Pour comparaison, l'oreille humaine perçoit les sons entre 20 Hertz et 20 KiloHertz. 

Sources :

Acoustical Society of America (ASA), 2012, May 8. Bats, whales and bio-sonar: New findings about whales' foraging behavior reveal surprising evolutionary convergence.

Article original (en anglais) publié par ScienceDaily, le 8 mai 2012

Note personnelle :

Cette découverte sur l'évolution du comportement d'écholocation m'a vraiment passionné, ayant moi-même travaillé sur ce thème dans le groupe des chauves-souris il y a quelques années. D'ailleurs, si ce sujet vous intéresse mon étude (datant de 2008, non réactualisée) est disponible en ligne sur le site du Muséum National d'Histoire Naturelle : 

http://vigienature.mnhn.fr/sites/vigienature.mnhn.fr/files/uploads/PaulineVANLAERE_dossier.pdf

Pour bien vieillir, ne regrettez rien

Article d'Isabelle, pour Techno-Science.net

L'une des clés pour bien vieillir du point de vue émotionnel est de ne pas faire cas de regrets pour des occasions ratées indique une nouvelle étude. Lorsqu'on est jeune, un regret peut aider à prendre de meilleures décisions par la suite. Les possibilités de nouvelles opportunités se réduisant avec l'âge, y penser perd probablement son intérêt. 

Pour trouver une base physiologique à cela, Stefanie Brassen et ses collègues en Allemagne ont utilisé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, ou IRMf, pour comparer l'activité cérébrale de trois catégories de personnes, de jeunes adultes et des adultes plus âgés déprimés ou en bonne santé. En jouant à un jeu sur l'ordinateur, les volontaires ouvraient des séries de boîtes contenant soit de l'argent soit le dessin d'un diablotin qui causait la fin de l'exercice et entraînait la perte de tout l'argent gagné jusqu'à ce moment-là. Après avoir ouvert la boîte, les joueurs pouvaient décider de continuer ou de s'arrêter avec leurs gains. A la fin de l'expérience, toutes les boîtes étaient ouvertes, révélant aux joueurs jusqu'où ils auraient pu continuer sans perdre.

En découvrant qu'ils avaient raté des occasions d'obtenir plus d'argent, les jeunes adultes et les plus âgés déprimés ont pris ensuite plus de risques. Les autres adultes n'ont en revanche pas vraiment changé de comportement. De même, l'activité dans deux régions du cerveau l'une appelée striatum ventral qui intervient dans le sentiment du regret et l'autre associée à la régulation des émotions, le cortex cingulaire antérieur, était comparable entre les adultes jeunes et plus âgés déprimés. Ces deux dernières catégories voyaient aussi la conductivité de la peau et leur battement cardiaque augmenter lorsqu'elles découvraient les occasions manquées, contrairement aux adultes plus âgés non déprimés. 

Brassen et ses collègues avancent que ces derniers ont des stratégies mentales utiles, comme de se rappeler que l'issue du test dépend de la chance, alors que les adultes déprimés peuvent se reprocher leur résultat. Les auteurs spéculent même que former les gens à utiliser ces stratégies mentales pourrait les aider à préserver leur santé émotionnelle avec l'âge.

Référence:
"Don't Look Back in Anger! Responsiveness to Missed Chances in Successful and Nonsuccessful Aging" par S. Brassen, M. Gamer, J. Peters, S. Gluth et C. Büchel de l'University Medical Center Hamburg-Eppendorf à Hambourg, Allemagne. Science 20 avril 2012, article n°21.

Les manchots empereurs recensés depuis l'espace

Les manchots empereurs recensés depuis l'espace

Un recensement à partir d'images prises par satellites a estimé à près de 600 000 le nombre de manchots empereurs. Il s'agit du premier recensement d'une espèce effectué depuis l'espace.

Guillaume Jacquemont pour Pour la Science

© British Antarctic Survey
Les manchots empereurs sortent de l’eau pour pondre et couver. Ils se regroupent alors en grandes colonies, bien visibles sur la glace.

À voir aussi

© DigitalGlobe
Sur cette vue obtenue par satellite, les manchots apparaissent en noir et le guano en marron.

Pour en savoir plus

P. Fretwell et al., An Emperor Penguin population estimate: The first global, synoptic survey of a species from space, PLoS ONE, en ligne le 13/04/2012.

S. Jenouvrier et al., Demographic models and IPCC climate projections predict the decline of an emperor penguin population, PNAS, vol. 106, pp. 1844–1847, 2009.  

L'auteur

Guillaume Jacquemont est journaliste à Pour la Science.

Les manchots empereurs sont plus nombreux qu'on ne le croyait. C'est ce qu'indique le recensement effectué à partir d'images satellitaires par Peter Fretwell, du British Antarctic Survey, et ses collègues : les oiseaux adultes seraient près de 600 000, contre entre 270 000 et 350 000 selon les estimations précédentes.

Les manchots empereurs, qui vivent dans l'océan, en sortent plusieurs mois par an pour pondre et couver. Ils forment alors de grandes colonies sur les étendues blanches de l'Antarctique, où leur plumage noir se distingue facilement. Les colonies ont d'abord été repérées sur des images satellitaires de moyenne définition, avant d'être photographiées en haute résolution. Diverses méthodes de traitement d'images (visant par exemple à augmenter les contrastes) ont notamment permis de les distinguer de leurs trainées de guano.

Les scientifiques ont ensuite estimé le nombre d'individus dans chaque colonie grâce à une relation liant ce nombre à la surface occupée par les manchots ; cette relation a été établie à partir de colonies pour lesquelles on disposait à la fois d'images par satellite et de comptages directs. Enfin, ils ont appliqué des corrections pour prendre en compte les oiseaux absents, tels les individus trop jeunes pour se reproduire et les femelles parties en mer pour chercher de la nourriture pendant que les mâles gardaient les œufs.

C'est le premier recensement d'une espèce effectué depuis l'espace. Cette méthode devrait permettre de suivre l'évolution du nombre de manchots. Une information utile à l'heure où ces oiseaux, très dépendants de la glace, sont menacés par le réchauffement climatique : en Terre Adélie, ils risquent de s'éteindre presque totalement d'ici un siècle, selon une étude franco-américaine fondée sur les prévisions du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) et menée par Stéphanie Jenouvrier, du Centre d'études biologiques de Chizé, et ses collègues. À l'échelle globale, les estimations sont difficiles – notamment parce que des zones refuges seront peut-être préservées –, mais la menace est sérieuse… 

Les insectes sont capables d'élaborer des concepts abstraits

Communiqué de presse CNRS 

Paris, 20 avril 2012

Le cerveau des insectes est capable de fabriquer et de manipuler des concepts(1) abstraits. Il peut même utiliser simultanément deux concepts différents afin de prendre une décision face à une situation nouvelle. Ce résultat totalement inattendu a été obtenu par l'équipe du professeur Martin Giurfa au centre de recherches sur la cognition animale (CNRS/Université Toulouse III - Paul Sabatier)(2). Cette capacité, que l'on croyait propre aux humains et à quelques primates, montre que des analyses cognitives sophistiquées sont possibles en l'absence de langage et malgré une architecture neurale miniaturisée. Ces travaux, publiés dans la revue PNAS, remettent en cause de nombreuses théories dans des domaines tels que la cognition animale, la psychologie humaine, les neurosciences et l'intelligence artificielle.

La cognition humaine, et notamment nos capacités mathématiques et linguistiques, se base sur notre capacité à manipuler des concepts"? Dans la vie de tous les jours, les concepts qui relient des objets distincts par des règles de relation de type « même », « différent », « plus que », « au-dessus de », prennent une place prépondérante. Par exemple, l'automobiliste est guidé par un réseau complexe de concepts : codes couleur, flèches, panneaux... L'utilisation de tels concepts, que l'on a souvent crue propre à l'homme et à quelques primates, pourrait être en fait beaucoup plus répandue dans le règne animal.

Les chercheurs ont en effet montré que les abeilles sont capables de générer puis de manipuler des concepts afin d'accéder à une source de nourriture. Pour cela, ils ont pris un groupe d'abeilles qu'ils ont entraîné à pénétrer dans une enceinte, afin de récolter de la solution sucrée. Dans cette enceinte, les abeilles rencontraient deux stimuli placés chacun sur une cloison. Chaque stimulus était composé de deux images distinctes soit l'une au-dessus de l'autre (voir photo ci-dessous), soit l'une à côté de l'autre. Au milieu de ces paires d'objets était placé un orifice délivrant, soit une récompense, de l'eau sucrée, soit une punition, une goutte de quinine. Ainsi, les abeilles étaient récompensées sur un concept (par exemple « au-dessus de ») et punies sur l'autre (« à côté de »). Les images variaient constamment tout en maintenant les relations « au-dessus de » et « à côté de » ainsi que leurs associations respectives à la récompense et la punition. Au bout d'une trentaine d'essais les abeilles reconnaissaient sans faute la relation qui les guiderait vers l'eau sucrée.

L'un des tests consistait à placer ces mêmes abeilles devant de nouvelles images. Le seul point commun avec les figures de l'entraînement était leur disposition : « l'une au-dessus de l'autre » et « l'une à côté de l'autre ». Les abeilles, bien que n'ayant jamais vu ces nouvelles images, ont choisi correctement la cible en fonction de cette relation d'ordre abstrait.
Mais ce n'est pas tout : lors de l'entraînement, les images au milieu desquelles se trouvait la récompense étaient toujours différentes entre elles (comme sur la photo ci-dessous). Pour savoir si les abeilles avaient aussi appris cette relation de différence, les chercheurs ont confronté les abeilles à des stimuli nouveaux où les images constituantes respectaient la relation récompensée (par exemple « l'une au-dessus de l'autre ») mais qui étaient soit différentes, soit identiques. Les abeilles ont ignoré les stimuli faits d'images identiques, montrant qu'en plus des concepts « au-dessus / au-dessous » et « à côté », elles manipulaient simultanément le concept de « différence » pour prendre leur décision. 

Cette étude remet en question l'idée que des cerveaux mammifères (dont le nôtre), plus importants en taille, sont nécessaires à l'élaboration d'un savoir conceptuel. Elle démontre aussi que la formation de concepts est possible en l'absence de langage. D'un point de vue philosophique, elle apporte de nouveaux éléments à la discussion sur ce qui serait propre à l'homme. A l'heure actuelle, l'équipe de Martin Giurfa s'attèle à l'identification des réseaux neuronaux responsables de cette conceptualisation.

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© A. Avarguès-Weber, CRCA

Abeille entrainée à choisir des stimuli en fonction des relations « au-dessus / dessous de » et « différence ». L'abeille choisit des stimuli composés de figures jamais vues auparavant dans le cas où ces images satisfont les deux concepts simultanément : l'une est au-dessus de l'autre et toutes deux sont différentes l'une de l'autre.

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Notes :

(1) Ici, le terme « concept » est employé dans le cadre des sciences cognitives et il détermine une relation abstraite liant des objets indépendamment de leur nature physique (par exemple, les concepts « au-dessus de / à côté de / différent de… »).
(2) en collaboration avec Adrian Dyer, de l'Université de Melbourne (Australie)

Références :

Simultaneous mastering of two abstract concepts by the miniature brain of bees, Aurore Avarguès-Weber, Adrian G. Dyer, Maud Combe et Martin Giurfa - Proceedings of the National Academy of Sciences, publié en ligne le 19 avril 2012

Earth Hour

Earth Hour

Ce soir Earth Hour : éteignez vos lumières ce soir à 20h30 pour 1 heure. Un petit geste pour montrer votre engagement pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Pour réaliser des économies d’énergie et préserver l'environnement, quelques gestes simples suffisent, et cela sans remise en cause de notre confort ! Allez faire un tour sur le site ! 

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