Système de récompense

Le dispositif de récompense / renforcement est un dispositif fonctionnel essentiel des mammifères, localisé dans le cerveau, le long du faisceau médian du télencéphale.



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Le dispositif de récompense / renforcement est un dispositif fonctionnel essentiel des mammifères, localisé dans le cerveau, le long du faisceau médian du télencéphale. Ce dispositif de “récompenses” est indispensable à la survie, car il apporte la motivation indispensable à la réalisation d'actions ou de comportements adaptés, servant à préserver l'individu et l'espèce (recherche de nourriture, reproduction, évitement des dangers... ) [1].

Plus exactement, le dispositif de renforcement est constitué par trois composantes : 1) affective, correspondant au plaisir génèré par les “récompenses”, ou au déplaisir génèré par les “punitions” ; 2) motivationnelle, correspondant à la motivation à obtenir la “récompense” ou à éviter la “punition” ; et 3) la composante cognitive, correspondant aux apprentissages le plus souvent réalisés par conditionnement[2].

Certains psychotropes, comme l'alcool ou les opioïdes, agissent directement sur ce dispositif lorsqu'il s sont ingérés, inhalés ou injectés dans l'organisme. Le dysfonctionnement du dispositif de renforcement[3] serait à l'origine de troubles du comportement (alimentaire[4], affectif[5] …), ou à la dépendance à des substances (psychotropes) ainsi qu'à des situations (jeux d'argent, jeux vidéos …) [6].

Ce dispositif de renforcement existe dans de nombreuses espèces : des expériences ont montré son existence chez le poisson rouge, le marsouin, le pigeon, le rat, le chat, le singe et l'être humain. Ce qui suggère qu'il existe dans l'ensemble des grandes classes d'animaux, tels les poissons, les oiseaux et les mammifères[7].

Définitions

Utiliser la nourriture comme récompense est une technique habituelle pour dresser un animal.
Les médailles sont des récompenses symboliques utilisées pour faciliter les comportements socialement désirables.

Il existe plusieurs mots ou expressions pour désigner le phénomène de la “récompense” : “renforcement”, “conditionnement opérant”, “conditionnement instrumental”, “loi de l'effet”, “dispositif de récompense”, “récompense”, ou “processus de renforcement”. Les définitions de ces termes sont données ci-dessous[7] :


Récompense. Le terme “récompense” sert à désigner deux choses :

Les mots “récompense” et “punition” sont fréquemment utilisés car ils sont simples à comprendre. Mais comme ils ont un sens culturel et moral, on utilise aussi le terme “renforcement”, qui a une signification plus neutre, mais également plus générale et plus technique.


Renforcement. Les “renforcements” concernent l'apprentissage de réactions motrices (conditionnement skinnérien, opérant ou instrumental) et l'apprentissage de réactions autonomes (salivation, vomissement, piloérection … qui sont apprises par conditionnement pavlovien ou classique). Le terme “renforcement” sert à désigner deux phénomènes :

On peut distinguer des renforcements positifs et des renforcement négatifs :


Renforcateur. Un renforçateur est le stimulus (récompense ou punition) qui provoque le renforcement. Dans le conditionnement pavlovien (ou classique), le renforçateur est le stimulus inconditionnel (par exemple la nourriture). Dans le conditionnement skinnérien (ou opérant / instrumental), le renforçateur est un stimulus (par exemple une médaille) qui suit le comportement et produit une modification de ce dernier.


Processus de renforcement. L'expression “processus de renforcement” sert à désigner les processus neurobiologiques à l'origine de la naissance ou de l'augmentation de la réaction qui a été renforcée[8] (par exemple, les processus neurobiologiques qui provoquent l'association entre le son de la cloche et la salivation du chien de Pavlov).


Dispositif de récompense. Le “dispositif de récompense” correspond au regroupement fonctionnel de l'ensemble des structures cérébrales qui participent aux renforcements (aire tegmentale ventrale, noyau accumbens, pallidum ventral, septum latéral, cortex préfrontal …).


Comme l'anglais est la langue scientifique, il est envisageable de rencontrer ces termes techniques en anglais dans des textes français. Voici la correspondance des principaux termes : récompense = reward ; punition = punishment ; renforcement = reinforcement ; renforçateur = reinforcer ; renforcement primaire / secondaire = primary / secondary reinforcement ; renforçateur positif / négatif = positive / negative reinforcer.

Niveau psychologique

Ivan Pavlov, pionnier des études sur les conditionnements et les renforcements.
Un des chiens de Pavlov, au Pavlov Museum.

Les recherches en neurosciences ont montré que les récompenses / renforcements correspondent à trois composantes psychologiques, les composantes affective, motivationnelle et cognitive[2] :

Ces trois composantes psychologiques sont distinguées les unes des autres, car elles dépendent de dispositifs cérébraux assez différents[2].

La motivation et le plaisir (ou le déplaisir) ressenti pour un renforçateur sont modulés par l'état de l'organisme (faim, satiété, fatigue …) et par les prédilections (ou les aversions) apprises. Par exemple la nourriture est plus appétissante au début d'un repas qu'à la fin (phénomène d'alliesthésie). La motivation pour la sexualité est faible lorsque l'organisme est fatigué. Un aliment préféré, dont la dégustation a été suivie d'une forte indigestion, peut ensuite provoquer du dégoût.

À noter d'autre part que les renforcements ne sont pas forcément des phénomènes conscients. Des renforcements (récompenses ou punitions) peuvent modifier les états émotionnels et les comportements, sans que la personne en sois consciente[2].

Niveau neurobiologique

Organisation cérébrale

Les différentes structures du circuit des récompenses sont distribuées le long du faisceau médian du télencéphale (MFB)  : aire tegmentale ventrale (ATV), amygdale, noyau accumbens, septum et cortex préfrontal.

Au niveau neurobiologique, les recherches menées avant les années 2000 ont permis d'identifier un réseau de structures cérébrales qui sont à l'origine des renforcements :


Depuis les années 2000, de nouvelles recherches ont permis d'identifier deux importantes caractéristiques de ces structures cérébrales des renforcements :

  1. La composante affective des renforcements dépend d'un nombre limité de petites structures, nommées “hotspots” ou “points chauds”, d'un volume d'environ 1 cm3, et situées dans le noyau parabrachial, le noyau accumbens et le pallidum ventral[9], [10]. Ces trois structures ou “hotspots” sont interconnectées entre elles et intégrées dans le dispositif des “récompenses / renforcements”[8] (voir figure ci-dessous).
Situation et interconnexions des “hotspots” ou “points chauds” à l'origine des récompenses, chez le rat. Ces “hotspots” sont situés dans le pallidum ventral, et dans les noyaux accumbens et parabrachial.


  1. Le dispositif des “renforcements / récompenses” est identique chez l'ensemble des mammifères, tant au niveau structurel que fonctionnel. Les structures, les connections entre les structures, les entrées sensorielles et les sorties motrices ont été conservées au cours de l'évolution[8] (voir figure ci-dessous).
Similitude du dispositif cérébral des “renforcements / récompense” chez les différentes espèces de mammifères. La comparaison des structures neurales des renforcements entre le rat et le singe (monkey) met en évidence la conservation de l'organisation du dispositif des récompense. Voir les explications dans le texte ci-dessous.
Légende : Amygdala = Amygdale (en orange)  ; Ald = Insula agranulaire dorsale ; Alv = Insula agranulaire ventrale ; c = Central ; CD = Caudal ; LO = Orbital latéral ; m = Médial ; MD = Thalamus médiodorsal (en vert)  ; Motor output = Sorties motrices ; Nac = Cœur du noyau accumbens ; OFC = Cortex frontal orbital (en violet)  ; rABL = Amygdale basolatérale rostrale ; Sensory information = Entrée des informations sensorielles ; Striatum = Striatum (en rose)  ; VO = Orbital ventral ; VP = Pallidum ventral.


En synthèse de toutes ces données, neurobiologiques et psychologiques, le dispositif des “récompenses / renforcements” est organisé de la manière suivante[2], [8] :

Articles connexes : Plaisir et Plaisir sexuel.

Neuromédiateurs

Les principaux neuromédiateurs impliqués dans les renforcements sont :


Contrôle hormonal

Les processus de renforcement sont généralement continuellement actif.

Mais pour la reproduction, il existe des régulations réalisées par les hormones sexuelles :

Mais on observe que les hormones qui contrôlent le comportement sexuel perdent de leur influence au cours de l'évolution. L'influence est forte chez les rongeurs, mais faible chez les primates[12]. Chez l'être humain, les renforcements sexuels sont actifs durant toute l'année, ce qui permet des activités érotiques continues.

Rôle fonctionnel

Le dispositif des récompenses / renforcements est actif dès la fin de la gestation. Il permet l'apprentissage de réactions émotionnelles, d'actions motrices et de comportements indispensables à la survie de l'individu et de l'espèce :

Articles connexes : Comportement érotique et Allaitement.


Histoire : découverte des récompenses / renforcements

L'étude des renforcements / récompenses a débuté dans les années 1950, par la découverte accidentelle que la stimulation électrique de certaines régions du cerveau provoquait la répétition de l'activité qui déclenchait cette stimulation électrique[17].

En variant l'implantation des électrodes, il est apparu que l'ensemble des structures localisées le long du faisceau médian du télencéphale provoquaient des autostimulations, dont la fréquence était de 10 à 100 par minutes.

En conclusion de ces premières études, les structures provoquant l'autostimulation ont été reconnues comme des “centres du plaisir” et ont été regroupées dans un “dispositif de récompense”. La mise en jeu de ce dispositif devait produire une “récompense” qui incitait l'individu à répéter l'action à l'origine de cette “récompense” cérébrale.


Notes et références

  1. KOLB Bryan, WHISHAW Ian Q. Cerveau et comportement, De Bœck Université, 2e édition, 2008.
  2. BERRIDGE KC, ROBINSON TE, ALDRIDGE JW. Dissecting components of reward :'liking', 'wanting', and learning, Curr. Opin. Pharmacol., 9 (1)  :65-73, 2009.
  3. SALOMON L., LANTERI C., GLOWINSKI J., TASSIN J. P. Behavioral sensitization to amphetamine results from an uncoupling between noradrenergic and serotonergic neurons, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 103 (19)  :7476-7481, 2006.
  4. BERRIDGE K. C. 'Liking'and'wanting'food rewards : brain substrates and roles in eating disorders, Physiology & Behavior, 97 (5)  :537-550, 2009
  5. REYNAUD Michel, L'amour est une drogue douce... généralement, Robert Laffont, 2005
  6. VALEUR Marc, MATYSIAK Jean-claude. Sexe, passion et jeux vidéo ; les nouvelles formes d'addiction, Flammarion, 2003.
  7. LE NY Jean-François, in BLOCH Henriette & coll. (Dir. ), Grand dictionnaire de la psychologie, Larousse 1994.
  8. BERRIDGE KC, KRINGELBACH ML. Affective neuroscience of pleasure : reward in humans and animals, Psychopharmacology (Berl), 199 (3)  :457-480, 2008.
  9. PECINA S., SMITH K. S., BERRIDGE K. C. Hedonic hot spots in the brain, The Neuroscientist, 12 (6)  :500-511, 2006.
  10. PECINA S., BERRIDGE K. C. Hedonic hot spot in nucleus accumbens shell : where do mu-opioids cause increased hedonic impact of sweetness? The Journal of Neuroscience, 25 (50)  :11777-11786, 2005
  11. FERRIS C. F., KULKARNI P., SULLIVAN J. M., Jr., HARDER J. A., MESSENGER T. L., FEBO M. Pup suckling is more rewarding than cocaine : evidence from functional magnetic resonance imaging and three-dimensional computational analysis, The Journal of Neuroscience, 25 (1)  :149-156, 2005
  12. SIGNORET Jean-Pierre, Sexuel (Comportement), Encyclopædia Universalis. Version électronique 11.0, 2006.
  13. STERN J. M., DIX L., BELLOMO C., THRAMANN C. Ventral trunk somatosensory determinants of nursing behavior in Norway rats : 2. Role of nipple and surrounding sensations, Psychobiology, 20 (1)  :71-80, 1992
  14. STERN J. M., JOHNSON S. K. Ventral somatosensory determinants of nursing behavior in Norway rats. I. Effects of variations in the quality and quantity of pup stimuli, Physiology & Behavior, 47 (5)  :993-1011, 1990
  15. (en) AGMO Anders Elsevier 2007.
  16. (fr) WUNSCH Serge, Thèse de doctorat sur le comportement sexuel [pdf] EPHE-Sorbonne, Paris, 2007.
  17. OLDS J, MILNER P. Positive reinforcement produced by electrical stimulation of septal area and other areas of the brain. J Comp Physiol Psychol 47 :419-427, 1954.

Bibliographie

Annexes

Liens externes

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