Βases cérébrales du compromis coûts/bénéfices

Neural correlates of the cost/benefit tradeoff

• Auteur / Autrice : Nicolas Clairis
• Direction : Mathias Pessiglione
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance le 18/09/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut du cerveau (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Mehdi Khamassi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Thirion, Alexandre Zénon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elsa Fouragnan, Emmanuel Procyk

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie par résonance magnétique

Cortex préfrontal

Psychologie

Physiologie

Prise de décision

Neurosciences cognitives

Mots clés libres

Compromis coûts/bénéfices

Motivation

Prise de décision

Cortex préfrontal

Aversion à la perte

Apprentissage par renforcement

Effort

Récompense

Cost/benefit trade-off

Motivation

Decision-making

Prefrontal cortex

Loss aversion

Reinforcement learning

Effort

Reward

Résumé

Tous les jours, nous prenons des décisions sur les actions que nous souhaitons entreprendre. Ces décisions se fondent sur un compromis entre les bénéfices que nous espérons obtenir après avoir effectué ces actions, et les coûts, en termes d’effort, associés à ces actions. Cette thèse s’intéresse aux bases cérébrales du compromis coûts/bénéfices au travers de trois études menées chez des participants sains à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Dans la première étude, nous avons pu dissocier les bases cérébrales du calcul du compromis coûts/bénéfices des bases cérébrales des variables régulant ce calcul. En effet, dans cette étude, le calcul du compromis coûts/bénéfices était associé au cortex préfrontal ventromédian alors que la confiance dans la décision et le temps passé à délibérer étaient associés à des parties plus dorsales du cortex préfrontal médian. La seconde étude a permis de montrer que, dans deux tâches, impliquant un effort mental ou physique, la performance s’expliquait mieux par un biais pavlovien, donnant plus de poids aux gains qu’aux pertes, que par une aversion à la perte, telle qu’elle a été caractérisée principalement dans des tâches de choix. La troisième étude nous a permis de montrer que, même dans une tâche simple d’apprentissage par renforcement, les aires cérébrales liées à l’exécution d’un effort mental étaient recrutées au moment du calcul du compromis coûts/bénéfices, suggérant que cette tâche n’était pas effectuée de manière purement automatique. L’ensemble de nos résultats permet de mieux caractériser les aires cérébrales impliquées dans le compromis coûts/bénéfices et les conditions dans lesquelles ces aires sont actives.

Every day we make decisions about the actions we want to perform. These decisions are based on a trade-off between the benefits we hope to obtain from performing these actions, and the costs, in terms of effort, associated with those actions. This thesis examines the neural correlates of the cost/benefit trade-off through three studies conducted in healthy participants using functional magnetic resonance imaging. In the first study, we were able to dissociate the neural correlates of the computation of the cost/benefit trade-off from the neural correlates of the variables regulating this computation. Indeed, in this study, the computation of the cost/benefit trade-off was associated with the ventromedial prefrontal cortex, whereas confidence in the decision and the time spent in deliberating were associated with more dorsal parts of the medial prefrontal cortex. With our second study, we observed that, in two tasks, involving a mental or a physical effort, the performance was better explained by a Pavlovian bias than by loss aversion. In other words, as opposed to what has been shown mainly in choice tasks, individuals tended to give more weight to gains than to losses. The third study allowed us to show that, even in a simple reinforcement learning task, the brain areas linked to the exertion of a mental effort were recruited while the cost/benefit trade-off was being computed, suggesting that this task was not carried out purely automatically. All these results allow us to better characterize the brain areas involved in the cost/benefit trade-off and the conditions in which these areas are active.