CERVEAU : Sa dynamique repose aussi sur le challenge

Les interactions compétitives, autant que coopératives, sont essentielles pour comprendre la dynamique du cerveau humain, résume cette étude internationale sur le fonctionnement cérébral lors de processus complexes tels que l’attention, la prise de décision et la mémoire. Cette analyse, par une équipe de neuroscientifiques de l’Universitat Pompeu Fabra (Barcelone), des différents types d’interactions qui se produisent dans le cerveau, présentée dans la revue Nature Neuroscience, va permettre de progresser en IA et plus précisément en informatique neuromorphique.

Le cerveau ne se contente pas de coopérer ; il est aussi en compétition :

le cerveau humain, ainsi que ceux des macaques et des souris, fonctionnent grâce à un équilibre constant entre 2 forces. Cette recherche, menée à l’aide d’une modélisation informatique avancée du cerveau entier, démontre que, si des circuits spécialisés coopèrent en interne, des interactions compétitives à longue portée permettent aussi de gérer des ressources limitées.

Reproduire cet équilibre entre coopération et compétition pourrait nous rapprocher de la création de copies numériques du cerveau,

une avancée majeure en médecine de précision et pour le développement de modèles d’IA dotés d’une plus grande capacité de calcul.

Les modèles intégrant des interactions compétitives – qui s’appuient sur l’expérience quotidienne selon laquelle nous ne pouvons pas tout traiter simultanément – ​​surpassent systématiquement les modèles purement coopératifs. Ceci explique la coordination entre régions spécialisées dans la cognition et le comportement. Selon les auteurs :

• une coopération excessive peut conduire à des états de synchronisation excessive qui n’existent pas dans la réalité ;
• à l’inverse, la compétition agit comme une force stabilisatrice : elle empêche toute activité incontrôlée et permet aux différents systèmes cérébraux de contribuer tour à tour à la dynamique globale du cerveau.

L’étude est en fait la méta-analyse de plus de 14.000 études de neuro-imagerie. Cette analyse révèle que :

• les modèles intégrant des interactions compétitives génèrent des schémas d’activité plus proches des processus cognitifs réels, tels que ceux impliqués dans l’attention et la mémoire ;
• la compétition entre ces circuits permet à certains réseaux de prendre le pas sur d’autres, ce qui est pertinent à un instant donné et permet des « phénomènes » comme la prise de décision ;
• la compétition est donc essentielle pour permettre au cerveau d’activer de manière flexible les combinaisons appropriées de régions cérébrales, ce qui constitue une caractéristique des comportements intelligents.

Un modèle efficace pour diagnostiquer, améliorer et guérir : ces nouvelles données sur la structure et le fonctionnement du cerveau d’une personne permettra à terme de :

• reproduire les schémas d’activité uniques de chaque individu, reflétant ainsi plus précisément ce qui distingue son cerveau.

« Cela rapproche les scientifiques de la création du jumeau numérique réaliste d’un cerveau donné ».

• traiter les maladies et leurs symptômes de manière plus efficace que les méthodes traditionnelles : ces modèles pourraient servir à simuler la réponse cérébrale d’un individu à une stimulation, à un médicament ou à une maladie, permettant ainsi de personnaliser le traitement ;
• utiliser ces caractéristiques fondamentales de l’organisation du cerveau humain pour optimiser encore le fonctionnement des systèmes intelligents : cette nouvelle compréhension des réseaux combinant coopération et compétition va permettre d’optimiser les capacités de calcul en informatique neuromorphique (intelligence artificielle inspirée du cerveau).

Source: Nature Neuroscience 11 March, 2026 DOI :10.1038/s41593-026-02205-3 Competitive interactions shape mammalian brain network dynamics and computation

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Équipe de rédaction Santélog Juil 5, 2026Admin