Perceptual Pleasure and the Brain

Perceptual Pleasure and the Brain

Irving Biederman & Edward E. Vessel

Les opiacés ciblent certains récepteurs moléculaires localisés sur les surfaces des cellules cérébrales. Quand les opiacés relient ces récepteurs opioïdes, ils modulent l’activité des cellules. Les récepteurs opioïdes de type Mu lient facilement la morphine et sont aussi activés par des substances endogènes de type morphinique : les endorphines. Les récepteurs opioïdes-mu sont généralement localisés dans des parties du système nerveux central qui sont impliquées dans la modulation de la douleur et de la récompense. Ces récepteurs sont aussi impliqués dans les processus d’information visuelle. Ils sont distribués dans un gradient qui augmente graduellement en densité le long de la voie ventrale visuelle, impliquée dans la reconnaissance d’objets ou de scènes. Ils sont plus clairsemés dans les premiers étages de cette voie, les aires V1 à V4, où l’image est traitée comme des parties locales de forme, couleur et texture. Les étages intermédiaires du traitement visuel, c'est-à-dire l’aire occipitale latérale et le cortex occipito-temporal ventral, qui intègre l’information locale à détecter des surfaces, des objets, des visages et des lieux, contiennent un plus grand nombre de récepteurs opioïdes. Ils sont plus denses dans les derniers étages de la reconnaissance, dans le cortex parahippocampique et le cortex rhinal, où l’information visuelle engage nos mémoires.

Les aires associatives sont activées quand le cerveau essaie d’interpréter ce qu’il voit ou entend. Si un stimulus contient beaucoup d’informations interprétables, cela mènera à plus d’activité neuronale dans les aires associatives et d’où une plus grande libération d’endorphines et augmentera la stimulation des récepteurs opioïdes-mu. Puisque les récepteurs opioïdes-mu sont plus stimulés, ils seraient un stimulant dans les effets agréables associés aux opioïdes.

Un phénomène appelé Apprentissage Compétitif est impliqué : une présentation initiale d’un patron de stimulus active une grande population de neurones. Un relativement petit nombre de ces cellules sont fortement activés, alors qu’un plus grand nombre sont modérément ou faiblement engagés. Les neurones fortement activés inhibent aussi ces neurones qui sont seulement peu engagés, donc la répétition d’un neurone réduit l’activité de ces cellules. Avec une présentation répétée d’un patron, seulement peu de neurones (ceux avec des connexions fortes) répondront, alors que le reste répond faiblement. Si la plupart de l’activité initiale est générée par des neurones qui seront par là suite inhibés, alors la répétition résulte en une réduction nette de l’activité neuronale. Un avantage de l’Apprentissage Compétitif est que les neurones inhibés sont libres de coder d’autres patrons de stimulus.

Comment l’activité opioïde se résulte-t-elle dans le plaisir ?

Cela se produit dans plusieurs systèmes où la connectivité neuronale a été étudiée, les neurones avec des récepteurs opioïdes-mu font des connexions synaptiques avec les neurones GABAergiques, qui libèrent le neurotransmetteur inhibiteur GABA. L’activation des opioïdes-mu sert à inhiber ces neurones inhibiteurs. Il apparait que le cerveau est immergé dans un « bain de GABA » inhibiteurs, qui probablement sert à prévenir les crises causées par des oscillations entrainées d’activité neuronale. La libération d’endorphines inhibe la libération locale de GABA et permet donc une excitation locale à se propager avec une plus grande intensité dans les étages successifs du traitement de l’information. Les prochains étages peuvent être, mais ils peuvent dernièrement augmenter la libération de dopamine dans le corps strié, une structure profonde dans le cerveau qui est impliquée dans le contrôle du mouvement, la cognition et l’apprentissage. Le corps strié est directement connecté aux aires visuelles et aussi à l’hippocampe, l’amygdale et les aires préfrontales du cerveau, aucun de ceux-ci ne pourraient servir de rôle intermédiaire dans l’acquisition d’information intéressante avec un neurochimique frisson de plaisir. La libération de dopamine dans le corps strié semble aussi être impliquée dans les sevrages associés à l’addiction de drogue.

Hypothèses.

Ainsi, les auteurs pensent que les récepteurs opioïdes-mu sont la clé aux plaisirs qu’on tire à acquérir de nouvelles informations. D’autre part, les êtres humains préfèrent la nouveauté : il apparaitrait une réduction de la récompense quand un stimulus est répété.

De plus, le taux d’endorphine libéré dans le cortex parahippocampique détermine, du moins partiellement, la préférence humaine pour des expériences qui sont à la fois nouvelles et richement interprétables (car les patrons activeraient initialement un abondant ensemble d’associations dans les aires cérébrales qui manifestent des récepteurs opioïdes denses).

Enfin, les auteurs font l’hypothèse que les stimuli intéressants susciteraient une plus grande activité dans les aires associatives du cerveau comme le cortex parahippocampique, mais pas nécessairement dans ces aires impliquées dans le traitement initial des informations visuelles.

Méthode.

La méthode expérimentale utilisée est l’IRMf. Il s’agissait de présenter un stimulus à un sujet et d’en observer l’activité neuronale des différentes parties de la voie visuelle ventrale.

Les participants étaient répartis en deux groupes :

- Sans IRMf : on leur a présenté des séries d’images dépeignant des scènes du monde réel et ils devaient juger leur préférence relative pour chaque image. Les images ont été présentées plusieurs fois à chaque sujet. A chaque répétition, leur préférence pour une image déclinait.

- Avec IRMf : on leur a présenté les mêmes images. Les sujets regardaient les images passivement, sans verbaliser leur préférence. Chaque scène était présentée pendant une seconde, et ensuite montrée encore après que le sujet ait vu une moyenne de 15 autres scènes. Il y avait 5 répétitions de chaque scène (de façon intercalée). Un buffer d’images avait été inséré entre chaque séquence. De nouvelles scènes ont également été introduites pendant la séance, donc les premières images et les images subséquentes ont été dispersées pendant toute l’expérience afin d’éviter tout effets d’ordre confondus avec la répétition.

Résultats.

Les résultats ont montré que les scènes qui ont été fortement appréciées attiraient la plupart de l’activité de l’IRMf dans le cortex parahippocampique, spécialement la portion postérieure. L’activité dans cette aire n’était pas le résultat d’un simple mécanisme ascendant car l’aire occipitale latérale montrait une grande activité quand le sujet avait visionné des scènes de basse préférence. L’activité dans une portion du cortex occipito-temporal ventral centré déclinait à chaque présentation répétée. Ce déclin lors des répétitions a lieu pour toutes les images, qu’elles soient jugées fortement appréciables ou non. V1 et V2 ne montraient pas de déclin constant dans l’activité avec les présentations répétées.

Les scènes préférées étaient des vues de paysage, spécialement où l’observateur se trouvait dans un point caché, des scènes de mystère, les cadres naturels. C’est l’interprétation de patrons visuels qui mène à des sentiments de plaisir.

La préférence humaine pour la nouveauté a pour clé la capacité du sujet à comprendre le stimulus. Par exemple, si la compréhension d’une nouvelle idée a été laborieuse, alors cela a augmenté le plaisir à l’exposition répétée qui atteint son niveau maximum au « clic » de compréhension. Le clic correspond à la libération d’endorphines dans les aires associatives puisque le cerveau fait des connexions riches qui emmagasinaient l’information. L’habituation et le déclin dans la préférence peuvent s’établir ensuite puisque l’activité associative devient immédiatement sujette à l’apprentissage compétitif, ce qui réduit la libération de l’endorphine à la prochaine exposition.