L'ocytocine améliore l'apprentissage des hiérarchies sociales… mais seulement quand elles concernent les autres

Plongée dans les mécanismes de l’apprentissage des réseaux sociaux complexes 

Dans la vie quotidienne, nous devons continuellement évaluer notre place au sein d’un groupe, mais aussi comprendre les relations qui unissent les autres membres de notre environnement social. Si les mécanismes cérébraux impliqués dans l’apprentissage de hiérarchies simples et linéaires (A domine B qui domine C) sont relativement bien connus, ceux qui permettent de construire des représentations de réseaux sociaux plus complexes, impliquant des relations d’égalité ou des ramifications demeuraient largement inexplorés.

Pour mieux comprendre ces processus, des scientifiques ont conçu une tâche expérimentale originale combinée à l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Cinquante-huit hommes en bonne santé ont reçu, de manière aléatoire et en double aveugle, soit une dose intranasale d’ocytocine, soit un placebo. Les auteurs ont volontairement limité l’étude à des participants masculins afin de réduire certaines sources de variabilité expérimentale. En effet, les effets de l’ocytocine sur le comportement et l’activité cérébrale peuvent différer entre hommes et femmes. De plus, les réseaux sociaux fictifs utilisés dans l’expérience étaient représentés par des visages masculins, dont la perception peut varier selon le sexe de l’observateur, surtout dans des contextes d’apprentissage de la hiérarchie.

Les participants devaient ensuite apprendre les relations de rang entre différents individus appartenant à deux réseaux sociaux fictifs. Dans un premier réseau, dit autocentré, le participant occupait lui-même une place dans la structure sociale. Dans le second, dit allocentré, les relations concernaient exclusivement d’autres individus. Les relations pouvaient être de supériorité, d’infériorité ou d’égalité, ce qui rendait la structure plus complexe qu’une simple hiérarchie linéaire.

Après cette phase d’apprentissage, les volontaires étaient confrontés à une série de situations inédites dans lesquelles ils devaient déduire les relations entre des individus qui n’avaient jamais été présentés ensemble auparavant. Cette capacité, appelée inférence transitive, permet de reconstruire la structure globale d’un réseau social à partir d’informations acquises séparément.

L’ocytocine induit une amélioration sélective des performances sociales

Les résultats, publiés dans la revue PNAS, montrent que l’ocytocine améliore les performances durant la phase d’apprentissage, mais uniquement pour le réseau allocentré. Les participants traités apprennent donc plus efficacement les relations sociales lorsqu’elles concernent d’autres personnes plutôt qu’eux-mêmes.

Cette différence devient encore plus nette lors de la phase de test. L’ocytocine améliore également les performances d’inférence transitive pour le réseau allocentré, alors qu’aucun bénéfice comparable n’est observé pour le réseau autocentré.

Ces résultats suggèrent que l’ocytocine rééquilibre le traitement de l’information sociale. Plutôt que de renforcer globalement les capacités cognitives, elle semble diminuer le centrage sur soi et favoriser la prise en compte des relations entre différents individus extérieurs à soi.

Deux mécanismes complémentaires pour construire une relation sociale

Afin de mieux comprendre les stratégies d’apprentissage utilisées par les participants, les scientifiques ont comparé plusieurs modèles computationnels.

Le modèle qui décrit le mieux les comportements observés repose sur la combinaison de deux mécanismes. Le premier est un apprentissage associatif fondé sur les retours reçus au cours de la tâche, permettant notamment de distinguer les relations d’égalité des relations hiérarchiques. Le second consiste en une mise à jour progressive de la position sociale attribuée à chaque individu afin de construire une représentation cohérente de l’ensemble du réseau.

Ce modèle hybride suggère que le cerveau ne se contente pas d’accumuler des associations isolées. Il élabore progressivement une véritable représentation de la structure sociale, intégrant simultanément les positions relatives des individus et les relations d’égalité qui peuvent exister entre eux.

Des effets visibles dans les circuits cérébraux de la décision et de la mémoire des relations sociales

Les modifications comportementales observées sous ocytocine s’accompagnent de changements d’activité dans plusieurs régions cérébrales.

Pendant la phase d’apprentissage, l’ocytocine augmente l’activité du cortex préfrontal ventromédian et du cortex cingulaire postérieur. Ces régions sont impliquées dans l’évaluation des informations, l’intégration de différentes options et les processus de décision.

Lors de la phase d’inférences nécessitant la mémoire sociale, les effets se déplacent vers le complexe amygdalo-hippocampique, une région riche en récepteurs à l’ocytocine et connue pour son rôle dans la mémoire et le traitement des informations sociales. Les scientifiques observent une interaction marquée entre le traitement reçu et le type de réseau considéré. Sous ocytocine, ces régions répondent davantage aux inférences concernant le réseau allocentré, alors que sous placebo, l’activité est plus importante pour le réseau autocentré.

Ces résultats suggèrent que l’ocytocine module la récupération en mémoire des relations sociales en fonction du cadre de référence utilisé, soi-même ou autrui, en mobilisant différemment les circuits amygdalo-hippocampiques.

Cette étude ouvre des perspectives importantes pour la compréhension des bases neurobiologiques de la cognition sociale. Le fait que ces effets impliquent le complexe amygdalo-hippocampique, une région particulièrement sensible à l'ocytocine et fréquemment affectée dans certains troubles psychiatriques, ouvre des perspectives importantes pour comprendre les déficits sociaux observés notamment dans les troubles du spectre autistique.

Figure : A) Tâche expérimentale. Dans une première phase d’apprentissage, les participants devaient apprendre, par essais-erreurs, qui domine qui au sein de deux réseaux sociaux fictifs : l'un dans lequel ils étaient eux-mêmes intégrés (réseau autocentré), l'autre dont ils étaient absents (réseau allocentré). À chaque essai, deux visages étaient présentés et il fallait déterminer lequel occupait le rang le plus élevé dans la hiérarchie, en recevant un retour immédiat sur la justesse de la réponse. Dans une seconde phase de test, sans aucun retour, les participants devaient inférer les relations de rang entre des membres qu'ils n'avaient jamais directement comparés, testant ainsi leur capacité à avoir intégré l'ensemble de la structure hiérarchique des deux réseaux. Durant toute la tâche, l'activité cérébrale était enregistrée par IRM fonctionnelle, et les participants avaient reçu au préalable de l'ocytocine ou un placebo. B) Lors de la phase de test, l'ocytocine améliore sélectivement les inférences transitives pour le réseau social dans lequel le participant n'est pas impliqué (réseau Allocentré), tandis que cet effet est absent pour le réseau centré sur soi (réseau Autocentré). C) En parallèle, l'activité de l'amygdale gauche et du gyrus parahippocampique droit reflète cette dissociation comportementale, révélant un rôle modulateur de l'ocytocine sur la mémoire sociale via les circuits amygdalo-hippocampiques.

En savoir plus : J. Liu, C. Qu, R. Philippe, S. Li, E. Derrington, & J. Dreher, Oxytocin modulates the neurocomputational mechanisms engaged in learning rank relationships in social networks, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (25) e2606871123, https://doi.org/10.1073/pnas.2606871123 (2026).