Les neurones métronomes: un nouveau type de cellule nerveuse ?

De nouvelles investigations scientifiques ont découvert un type de neurone qui agirait comme une sorte d'horloge ou de métronome, gardant le cerveau synchronisé.

Ces cellules cérébrales, baptisées du nom de neurones métronomes, pourraient jouer un rôle fondamental dans la coordination de l'activité neuronale.

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Ondes gamma: les chefs d'orchestre ?

Notre cerveau est comme une grande salle de concert. Pour diriger et gérer des processus cognitifs nombreux et complexes, il est nécessaire que plusieurs groupes de neurones s'activent et, comme les différents membres d'un orchestre musical, travaillent en harmonie pour produire une symphonie de processus qui nous permettent de percevoir et d'interagir avec notre autour.

Mais tout comme les orchestres, le cerveau peut avoir besoin d'un chef d'orchestre pour garder toutes ses parties actives et synchronisées. En ce sens, plusieurs neuroscientifiques soutiennent que les rythmes gamma, les ondes les cellules cérébrales qui fluctuent à une fréquence d'environ 40 cycles par seconde, pourraient jouer Cette fonction.

Se croit que ces oscillations des ondes gamma agiraient comme une sorte d'horloge ou de métronome qui coordonne le transfert d'informations d'un groupe de neurones à un autre, il semble donc y avoir De nombreuses preuves suggèrent que le rôle des ondes gamma dans le traitement cognitif est fondamental.

Au cours de décennies de recherche sur les humains et d'autres animaux, des modèles ont été trouvés dans de nombreux domaines de la cerveau qui ont été associés à une variété de processus cognitifs, tels que l'attention ou la mémoire de emploi. Certaines études ont même lié les perturbations de ces oscillations gamma à diverses maladies neurologiques, dont la maladie d'Alzheimer et schizophrénie.

Cependant, il ne semble pas y avoir de consensus absolu. Certains neuroscientifiques pensent que le rôle joué par les ondes gamma ne serait pas aussi décisif, et ils assurent que ces rythmes pourraient être en corrélation avec l'activité cérébrale, mais ne pas fournir une contribution significative à la même.

Neurones métronomes: études chez la souris

Pour déterminer si les ondes gamma jouaient vraiment un rôle important dans la coordination de l'activité neuronale, Les neuroscientifiques de l'Université Brown, Moore et Shin, ont commencé leur étude chez la souris, découvrant qu'un ensemble de neurones jusque-là inconnu agirait comme un métronome.

Ces cellules nouvellement découvertes tiraient rythmiquement à des fréquences gamma (30-55 cycles par seconde), indépendamment de ce qui s'est passé dans le environnement externe, et la probabilité qu'un animal détecte un stimulus sensoriel était associée à la capacité de ces neurones à gérer le temps.

Moore et Shin ont commencé leurs recherches comme une recherche générale de l'activité cérébrale liée à la perception du toucher. Et pour ce faire, ils ont implanté des électrodes dans une zone spécifique du cortex somatosensoriel de la souris, responsable du traitement des entrées des sens. Ensuite, ils ont mesuré l'activité neuronale tout en observant la capacité des rongeurs à sentir des tapotements subtils sur leurs moustaches.

Les chercheurs se sont concentrés sur les oscillations gamma et a décidé d'analyser un groupe spécifique de cellules cérébrales, appelées interneurones à accélération rapide, car des études antérieures avaient suggéré qu'ils pourraient participer à la génération de ces rythmes rapides. L'analyse a révélé que, comme prévu, la mesure dans laquelle ces cellules tiraient sur le les fréquences gamma ont prédit à quel point les souris seraient capables de détecter le contact avec leur moustaches.

Mais lorsque les neuroscientifiques se sont penchés sur l'étude, ils ont trouvé quelque chose d'étrange. Et c'est qu'ils s'attendaient à ce que les cellules qui s'activeraient en réponse à un stimulus sensoriel montreraient les liens les plus forts avec une précision perceptuelle. Cependant, lors de l'examen des cellules, ce lien avait été affaibli. Ils ont donc réalisé que les cellules ne sont peut-être pas sensorielles et agissent comme des chronométreurs, indépendamment de ce qui se passe dans l'environnement.

En répétant l'analyse avec seulement les cellules qui n'ont pas répondu à l'entrée sensorielle, le lien avec la précision perceptuelle est devenu plus fort. En plus d'être non perturbé par l'environnement extérieur, ce sous-ensemble spécifique de neurones avait tendance à augmenter régulièrement dans les intervalles de gamme gamma, comme un métronome. C'est plus, plus les cellules étaient rythmées, mieux les animaux semblaient détecter le tapotement des moustaches. Ce qui semblait se produire, en continuant avec la métaphore de la salle de concert d'ouverture, c'est que plus le chef d'orchestre gère le temps, meilleur sera l'orchestre.

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les horloges du cerveau

Nous avons tous entendu parler de l'horloge interne ou de l'horloge biologique à un moment donné. Et c'est que notre cerveau réagit au passage du temps à travers les systèmes physiologiques qui nous permettent de vivre en harmonie avec les rythmes de la nature, comme les cycles du jour et de la nuit, ou celui des saisons.

Le cerveau humain utilise deux « horloges ». La première, notre horloge interne, qui nous permet de détecter le passage du temps et qui est essentielle pour fonctionner au quotidien. Avec cette horloge, nous pouvons, par exemple, mesurer le temps écoulé entre deux activités, savoir combien de temps nous avons passé à faire une tâche comme conduire ou étudier, sinon ce type de corvées se poursuivrait indéfiniment sans que nous ayons la moindre idée du temps qui s'est écoulé. passé.

La deuxième horloge pourrait non seulement fonctionner parallèlement à la première, mais pourrait même la concurrencer. Ce système cérébral serait logé à l'intérieur de la première horloge, et travaillerait en collaboration avec le cortex cérébral pour intégrer les informations temporelles. Ce mécanisme serait exécuté, par exemple, dans les moments où notre corps prête attention au temps qui s'est écoulé.

Le sentiment d'être conscient du temps qui s'est écoulé est tout aussi nécessaire que d'entretenir une mémoire de ce que nous avons fait au cours du processus. Et c'est là qu'une structure cérébrale telle que le cerveau entre en jeu. hippocampe, responsable de processus tels que l'inhibition, la mémoire à long terme ou l'espace, ainsi que jouant un rôle fondamental dans la mémorisation du passage du temps, selon les dernières études scientifiques.

À l'avenir, il sera essentiel de continuer à développer de nouveaux traitements et à étudier la relation entre ces structures cérébrales et nos horloges internes avec les maladies neurodégénératives. comme la maladie d'Alzheimer et d'autres types de démence, ainsi que des troubles mentaux et des maladies du cerveau dans lesquels des processus de dégénérescence de la notion de temps et d'espace sont impliqués physique.

Références bibliographiques:

• Université Brown (2019). Les neuroscientifiques découvrent un type de neurone qui agit comme métronome du cerveau. ScienceDaily. Disponible en: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.