Le fonctionnement du cerveau reste encore une énigme et de nombreux modèles ont été avancés pour tenter d’expliquer comment nous percevons le monde extérieur. Le codage prédictif, proposé il y a une vingtaine d’années, repose sur l’idée que le cerveau est capable de générer une représentation mentale du monde extérieur qui est ensuite comparée aux entrées sensorielles réelles. Les différences entre prédiction et réalité vont entrainer une activité neuronale de correction ; si les entrées sensorielles correspondent parfaitement au modèle, aucune activité n’est générée.

Dans leur article qui sera publié dans PLOS Biology, Andrea Alamia et Rufin VanRullen ont démontré qu’un modèle computationnel prédictif expliquait la mise en place et les caractéristiques d’une propriété fondamentale du traitement cortical des informations visuelles : les vagues cérébrales alpha à 10 Hz.

Un modèle prédictif à 2 couches ayant comme seules contraintes temporelles les temps de transmission neuronale met en évidence l’apparition de rythmes alpha similaires à ceux qui sont observés expérimentalement sur des électroencéphalogrammes. Le même modèle à plusieurs niveaux explique l’apparition de vagues se propageant à travers ces différents niveaux avec une direction dépendant de l’état cognitif : direction montante pendant le traitement d’une information visuelle et descendante pendant le repos.

Les prédictions obtenues sont parfaitement vérifiées par l’analyse de deux jeux de données EEG expérimentales enregistrées sur le scalp de sujets en réponse à des stimulations visuelles et pendant le repos.

Ces résultats novateurs permettent de proposer que les rythmes alpha, omniprésents dans le cerveau et dont les rôles fonctionnels sont encore débattus, pourraient refléter le calcul neuronal impliqué dans le codage prédictif.