Une équipe de chercheurs du MIT et de Harvard a développé une nouvelle méthode basée sur l'IA, appelée JacobianODE, qui permet de mesurer comment différentes régions du cerveau se contrôlent mutuellement. Appliqué à un réseau neuronal simulant la mémoire de travail, l'outil a révélé que les régions sensorielles gagnent progressivement en influence sur les régions cognitives au fil de l'apprentissage.
La recherche
Adam J. Eisen, Mitchell Ostrow, Sarthak Chandra, Leo Kozachkov, Earl K. Miller et Ila R. Fiete du MIT, de Harvard et d'institutions collaboratrices ont présenté JacobianODE dans un article publié sur arXiv le 2 juillet 2025 (mis à jour le 1er mai 2026). La méthode estime le Jacobien d'un système dynamique à partir de données de séries temporelles, ce qui capture comment l'état de chaque sous-système influence les autres. Contrairement aux approches linéaires précédentes, JacobianODE gère des systèmes chaotiques non linéaires et de haute dimension. Les chercheurs l'ont testé sur un réseau de neurones récurrents multi-régions (RNN) entraîné sur une tâche de sélection de mémoire de travail. Ils ont constaté qu'au cours de l'apprentissage, la zone sensorielle augmentait son contrôle sur la zone cognitive, mesuré par le Jacobien. De plus, ils ont utilisé JacobianODE pour contrôler directement le comportement du RNN, démontrant une manipulation précise.
Pourquoi c'est important
Comprendre comment les régions du cerveau communiquent est crucial pour la cognition. Cette méthode offre un moyen basé sur les données pour quantifier la direction, la force et la dépendance au contexte du contrôle dans les réseaux cérébraux. Par exemple, dans la mémoire de travail, l'entrée sensorielle doit être intégrée au traitement cognitif pour guider le comportement. La découverte que le contrôle sensoriel augmente avec l'apprentissage suggère que le cerveau devient plus efficace dans l'utilisation des informations sensorielles. Cela pourrait conduire à de meilleures interfaces cerveau-ordinateur ou à des interventions pour les troubles cognitifs.
Ce que vous pouvez faire
Bien que JacobianODE soit un outil de recherche, vous pouvez appliquer son principe à votre propre apprentissage : pratiquez l'intégration de nouvelles informations avec des modèles mentaux existants. Par exemple, lors de l'étude, reliez activement les nouveaux faits à ce que vous savez déjà. Cela renforce le contrôle sensoriel vers cognitif dans votre cerveau, similaire à l'effet d'apprentissage observé dans l'étude.
Source : arXiv q-bio.NC
Curieux d'en savoir plus sur votre cerveau ? Passez notre test de QI adaptatif gratuit ou essayez 306 niveaux d'entraînement cérébral.
