L’existence de modèles animaux de la métacognition ouvre la porte à un examen de ses mécanismes neuronaux. De fait, les protocoles métacognitifs qui évaluent le degré de confiance de l’animal en ses propres réponses sont devenus suffisamment simples pour conduire à une expérimentation neurophysiologique. Kiani et Shadlen (2009) ont utilisé le paradigme de la « touche échappatoire » de J. David Smith au cours d’une tâche de prise de décision statistique. L’animal doit prendre une décision binaire sur la direction du mouvement. À certains essais, avant même cette décision, une troisième possibilité de réponse apparaît (réponse « échappatoire »). Le choix de cette cible conduit à une récompense fixe mais moindre. Ce choix peut donc être interprété comme un refus de répondre à la tâche principale, ce qui pourrait indiquer que l’animal est incertain et n’a pas confiance en lui. Effectivement, les observations comportementales indiquent que la performance objective est meilleure quand l’animal dispose de l’option de refuser de répondre que quand il n’en dispose pas. Cela signifie qu’à stimulus identique, il a correctement écarté les essais où il se jugeait incapable de répondre.
Quels signaux permettent à l’animal de calculer son niveau de confiance en ses réponses ? Les décharges neuronales dans l’aire latérale intra-pariétale (LIP) reflètent la décision à venir, mais également la confiance que l’animal accorde à cette réponse, et ce, avant même que l’animal sache si l’option échappatoire sera ou non proposée. De plus, les fluctuations d’essai en essai des décharges neuronales, mesurées juste avant la présentation de l’option de refuser de répondre, prédisent le choix de cette option : l’animal choisit sélectivement d’éviter de répondre, précisément lors des essais où ses neurones pariétaux ne discriminent pas suffisamment les deux réponses de la tâche primaire. La vitesse d’augmentation des décharges pendant la présentation du stimulus contribue également de façon indépendante au choix de l’option de refuser de répondre. L’ensemble de ces résultats est bien décrit par un modèle mathématique simple qui ramène la métacognition au rang d’une simple décision de niveau supérieur.
