L’activité d’un neurone dopaminergique (noir : activité, blanc : repos) est enregistrée lors d’une série d’arrivées aléatoires d’une goutte de jus de pomme dans trois conditions différentes, chez un même singe. Pour chaque condition, la somme des activations du neurone lors des différentes arrivées de jus de pomme est représentée sous la forme d’un histogramme en haut du graphique.
Haut. L’administration aléatoire d’une goutte de jus de pomme (récompense) entraîne, après environ 200 ms, une augmentation de l’activité du neurone dopaminergique. Ce processus, inné, est dans ce cas dû, entre autres, à la présence de sucre dans le jus de pomme et signale à l’organisme une source d’énergie.
Milieu. Après apprentissage de l’association « lumière qui s’allume → goutte de jus de pomme », le neurone dopaminergique s’active juste après le stimulus lumineux et non plus après la récompense. Notons que le temps écoulé entre l’allumage de la lumière rouge et l’arrivée de la goutte de jus de pomme n’est que légèrement supérieur à une seconde, un temps nécessairement court pour que l’association stimulus-récompense puisse avoir lieu.
Bas. Cette fois, le singe ne reçoit plus de jus de pomme après le stimulus lumineux. Ce dernier est cependant toujours associé à l’activation du neurone dopaminergique. En revanche, une seconde et demie après le stimulus lumineux, juste après le moment où la goutte de jus de pomme aurait dû être reçue, le neurone dopaminergique devient silencieux pendant une centaine de millisecondes. Au final, après conditionnement, le neurone dopaminergique signale l’erreur de prédiction de la récompense, c’est-à-dire la différence de valeur entre la récompense attendue et la récompense obtenue. Les neurones dopaminergiques indiqueraient ainsi par leur baisse d’activité l’existence d’un manque et représenteraient un signal incitant à compenser ce dernier.