Selon l'étude, "cet assemblage a lieu dans une zone du cerveau proche de l'oreille gauche, où se trouve le "centre de commande" pour la manipulation d'objets", explique l'université de Coimbra (UC) dans un communiqué transmis à l'agence de presse Lusa.

Ces données pourraient avoir "des implications importantes pour la robotique, les interfaces cerveau-machine et les déficits d'action causés par les lésions cérébrales", a souligné l'université.

L'étude a montré que "tout comme les mots d'une langue peuvent être formés à partir de la recombinaison des lettres de l'alphabet, l'ensemble du répertoire des actions manuelles humaines peut également être construit à partir d'un petit nombre d'éléments de base".

Les chercheurs ont utilisé "la modélisation informatique des données d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle pour démontrer qu'une région du cerveau appelée gyrus supramarginal (SMG) - située dans le lobe pariétal inférieur gauche et déjà connue pour son rôle dans la planification d'actions dirigées vers un objet - construit des représentations d'actions complexes à partir de la recombinaison d'un ensemble limité de modèles de mouvements coordonnés des doigts, des mains, des poignets et des bras".

Ces schémas de mouvement sont appelés synergies cinématiques par les chercheurs.

"La posture de la main lors de l'utilisation de ciseaux est similaire à la posture lors de l'utilisation de pinces, même si les ciseaux et les pinces ont des fonctions très différentes. Inversement, même si des ciseaux et un couteau utilitaire peuvent être utilisés dans le même but, la façon de tenir chacun de ces objets est tout à fait distincte", explique UC.

Les chercheurs ont ainsi pu comprendre que "l'activité du SMG présente des représentations très similaires pour des objets qui impliquent des postures de main similaires".

"Lorsque nous utilisons nos mains pour saisir des objets, nous n'avons pas besoin de penser à construire l'action à partir de ses parties élémentaires, tout comme un locuteur natif n'a pas besoin de penser à la façon de prononcer les mots qu'il veut utiliser. Les processus médiés par le gyrus supramarginal fonctionnent toujours automatiquement en arrière-plan, hors du champ de notre attention consciente".

L'auteur principal de l'étude, Leyla Caglar, qui a dirigé cette recherche alors qu'elle était postdoctorante à l'université Carnegie Mellon et à l'université de Coimbra, a déclaré que, tout comme les régions cérébrales responsables du langage combinent des sons, ou phonèmes, pour former des mots, le cerveau combine également des synergies cinématiques pour former des actions complexes dirigées vers des objets.

Selon Leyla Caglar, à partir de cet ensemble fermé d'éléments de base, le cerveau construit tout le répertoire d'actions qui peuvent être effectuées avec la main humaine.

"Ces résultats soutiennent l'idée que le gyrus supramarginal fonctionne comme un centre d'assemblage, combinant les éléments de base des actions en séquences plus complexes et fonctionnelles", souligne la chercheuse, actuellement au Mount Sinai Medical Centre (États-Unis).

Le co-auteur de l'étude et neuroscientifique à l'Université de Coimbra, Jorge Almeida, a déclaré que si ces synergies sont cartographiées "directement à partir de l'activité neuronale", il sera possible de "construire des interfaces cerveau-machine plus efficaces, permettant aux utilisateurs de contrôler les prothèses avec plus de naturel, de précision et de flexibilité".

"Cela nous rapproche également de la création de systèmes artificiels capables d'agir avec une agilité, une efficacité et une intelligence comparables à celles de l'homme", souligne Jorge Almeida.

La découverte faite dans cette étude ouvre également de nouvelles perspectives sur des troubles tels que l'apraxie, une maladie neurologique dans laquelle les patients perdent la capacité d'utiliser correctement les objets, même s'ils les reconnaissent.