Représentations pragmatiques de l’action propre et d’autrui dans le putamen du singe

Comment le cerveau sait quand agir avec les autres

Des tâches quotidiennes comme passer une tasse, serrer la main ou soulever une boîte à deux reposent sur un petit miracle silencieux du cerveau : il faut décider quand bouger, quand s’abstenir et comment ajuster ses actions à celles d’un partenaire. Cette étude explore comment une structure profonde du cerveau, le putamen, aide des singes à coordonner leurs propres mouvements de la main avec ceux d’un partenaire, révélant des principes qui peuvent aussi façonner l’interaction sociale humaine et des troubles tels que la maladie de Parkinson.

Une table partagée pour tester le travail d’équipe

Pour sonder ce système de coordination caché, les chercheurs ont entraîné deux macaques à réaliser une « tâche d’action mutuelle » avec un expérimentateur humain. Le singe et l’humain étaient assis face à face de part et d’autre d’une petite table avec un objet partagé entre eux. À chaque essai, des sons et des symboles visuels indiquaient qui devait agir (le singe ou l’humain) et quel type de préhension utiliser : une prise de précision délicate entre le pouce et la pulpe, ou une préhension à toute la main entourant l’objet. Parfois le mouvement se déroulait en pleine lumière, parfois dans l’obscurité totale, et parfois l’action du partenaire était réalisée derrière une barrière transparente. En contrôlant précisément qui bougeait, comment on saisissait et ce qu’on pouvait voir, l’équipe a pu dissocier la réponse du putamen à ses propres actions de sa réponse à celles d’autrui.

Signaux venus du cortex et voix propre du putamen

Le putamen est situé profondément dans le cerveau et reçoit de fortes projections des régions corticales qui planifient et contrôlent les mouvements de la main. À l’aide de microsondes multicanaux, les chercheurs ont d’abord confirmé anatomiquement qu’ils enregistraient dans des zones du putamen liées au contrôle de la main et du bras. Ils ont ensuite mesuré deux types d’activité : des rythmes électriques lents (potentiels locaux de champ), qui reflètent principalement les signaux entrants du cortex, et des pointes rapides de neurones isolés, qui représentent la sortie propre du putamen. Les rythmes lents faisaient écho aux schémas connus des aires motrices corticales : ils changeaient dès que les instructions précisaient qui devait agir et quelle prise utiliser, avant même tout mouvement. En revanche, la plupart des neurones individuels restaient silencieux pendant la période d’instruction et ne modificaient leur activité que lorsque l’action était effectivement préparée ou exécutée.

Des neurones pour soi, pour autrui et pour les deux

Parmi des centaines de neurones enregistrés, l’équipe a identifié des groupes distincts. Certains neurones répondaient uniquement lorsque le singe effectuait la préhension, d’autres uniquement lorsque le partenaire humain agissait, et d’autres encore durant les actions des deux agents. Beaucoup de cellules augmentaient leur activité (étaient « facilitée »), tandis que d’autres la diminuaient (étaient « supprimée »). Les neurones répondant à la fois au soi et à autrui présentaient généralement un timing très similaire dans les deux cas, mais contenaient néanmoins des différences subtiles suffisantes pour qu’un classifieur distingue qui agissait. Fait crucial, environ un quart des neurones actifs pendant les mouvements du singe pouvaient distinguer entre la prise de précision et la préhension à toute la main, et cette préférence pour un type de prise persistait même dans l’obscurité. Cela montre que le putamen ne se contente pas de relayer l’information visuelle : il encode des aspects détaillés des actions manuelles du singe lui‑même.

Voir n’est pas obligatoire, partager l’espace l’est

Une surprise importante est apparue lorsque les chercheurs ont manipulé la visibilité. Pour les actions du singe, la plupart des neurones du putamen s’activaient tout aussi fortement que le mouvement se déroulât en lumière ou dans l’obscurité totale, indiquant que le retour visuel de la main était largement inutile. Il en allait de même pour les neurones répondant aux actions du partenaire humain : les cellules s’activaient encore lorsque le partenaire saisissait l’objet dans le noir. Cependant, lorsque le partenaire effectuait la même action, clairement visible mais derrière une barrière transparente qui empêchait toute interaction physique possible avec l’objet, la majorité de ces réponses « liées à autrui » diminuaient ou disparaissaient. La scène était identique visuellement, mais parce que le singe ne pouvait en principe pas atteindre l’objet, la réponse du putamen à l’action du partenaire était fortement réduite.

Ce que cela implique pour les actions sociales de tous les jours

Ces résultats suggèrent que le putamen ne se contente pas de reproduire ce qui est vu ; il représente les actions — les siennes et celles des autres — en termes de ce qu’il est réellement possible d’en faire dans l’environnement partagé. Les rythmes corticaux entrants semblent transmettre un large éventail d’actions possibles, tandis que le putamen se concentre sur l’option concrète pertinente à l’instant : quel mouvement de la main exécuter et s’il faut répondre au mouvement d’autrui. Comme le putamen est fortement affecté dans des affections comme la maladie de Parkinson, ce travail offre une nouvelle fenêtre sur les raisons pour lesquelles la coordination sociale et les mouvements coopératifs peuvent devenir plus difficiles, et pointe vers un réseau plus large d’« action sociale » dans le cerveau qui relie perception, possibilité et choix.

Citation: Rotunno, C., Reni, M., Ferroni, C.G. et al. Pragmatic representations of self- and others’ action in the monkey putamen. Nat Commun 17, 608 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68403-6

Mots-clés: action sociale, contrôle moteur, ganglions de la base, neurones miroir, maladie de Parkinson