Le claustre du cerveau se comporte davantage comme un routeur Internet haut débit, selon une étude

Le claustre du cerveau se comporte davantage comme un routeur Internet haut débit, selon une étude

Cachée sous le cortex externe ridé du cerveau se trouve une zone profondément mystérieuse connue sous le nom de claustrum. On sait depuis longtemps que cette région échange des signaux avec une grande partie du cortex, responsable d’un raisonnement supérieur et complexe. En raison des nombreuses connexions du claustrum, le légendaire scientifique Francis Crick, PhD, célèbre pour ses découvertes d'ADN, a postulé pour la première fois en 2005 que le claustrum est le siège de la conscience. En d’autres termes, la région du cerveau qui permet de prendre conscience du monde et de nous-mêmes.

Cependant, les chercheurs de l'École de Médecine de l'Université du Maryland pensent maintenant que Crick avait peut-être tort : ils ont développé une nouvelle théorie - ; construit sur des données - ; que le claustrum se comporte davantage comme un routeur Internet à haut débit, prenant des commandes exécutives depuis les zones « patronnes » du cortex cérébral, qui forment des pensées complexes pour créer des « réseaux » dans le cortex. Comme un routeur, le claustrum coordonne ces réseaux pour qu’ils travaillent ensemble afin d’accomplir les nombreuses tâches exigeantes sur le plan cognitif que nous effectuons à chaque instant dans la vie quotidienne.

Il est important de comprendre comment le cerveau forme et coordonne ces réseaux dans le cortex via le claustrum, car les réseaux désorganisés sont une caractéristique typique de nombreuses maladies telles que la toxicomanie, la maladie d'Alzheimer et la schizophrénie. Cette découverte pourrait conduire à de meilleures thérapies pour traiter le dysfonctionnement cognitif dans ces maladies.

"Le cerveau est le système le plus complexe de l'univers connu. Ce sont ces avancées théoriques basées sur les données qui font progresser nos connaissances pour exploiter cette complexité afin d'améliorer la vie humaine." a déclaré Brian Mathur, PhD, professeur agrégé de pharmacologie à l'UMSOM. "En tant que structure la plus interconnectée du cerveau, le claustrum est une fenêtre sur le mystère du cerveau, l'esprit."

Leurs nouvelles découvertes et hypothèses ont été publiées dans Trends In Cognitive Sciences le 30 septembre 2022.

Pour identifier le rôle précis du claustrum, les Drs. Mathur et ses collègues ont mené une série d'expériences sur des animaux et des humains. Une expérience a utilisé des approches neuroscientifiques modernes pour éliminer le claustrum chez des souris éveillées. Ces souris n’ont pas perdu connaissance et ont continué à courir normalement. Un coup dur pour la théorie de Crick !

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Ensuite, les chercheurs ont confié à des souris une tâche facile ou difficile sur le plan cognitif et ont comparé leur réaction lorsque le claustrum était éteint. Normalement, une souris peut effectuer à la fois des tâches faciles et difficiles. Mais lorsque les chercheurs ont éteint le claustrum, les souris ne pouvaient plus accomplir cette tâche difficile.

Dr. Se demandant si cette découverte avait une quelconque pertinence pour les humains, Mathur a collaboré avec ses collègues David Seminowicz, PhD, professeur de sciences neuronales et de la douleur à la faculté de médecine dentaire de l'UM, et Fred Barrett, PhD, professeur agrégé de psychiatrie et de sciences du comportement à la faculté de médecine de l'université Johns Hopkins. Les trois ont organisé une étude de recherche dans laquelle ils ont réalisé des IRM fonctionnelles du cerveau sur des volontaires en bonne santé engagés dans des tâches mentales simples ou compliquées. Les chercheurs ont observé que son claustrum ne « s’allumait » que lors de l’exécution de la version difficile de la tâche. Cet événement a coïncidé avec l’activation d’un réseau dans le cortex impliqué dans les performances cognitives optimales. Frappez-en deux contre la théorie de la conscience de Crick !

Le Dr Mathur a déclaré que la troisième étape aura lieu lorsque des expériences supplémentaires soutiendront leur théorie sur la fonction du claustrum. Ce faisant, le Dr Mathur et ses collègues veulent maintenant comprendre comment le claustrum apprend et s'adapte pour orchestrer les réseaux dans le cortex afin de soutenir la cognition.

Comprendre comment le cerveau forme et coordonne ces réseaux avec souplesse - ; à travers le claustre - ; est important pour traiter le déclin cognitif qui se produit dans la dépendance, la maladie d'Alzheimer et la schizophrénie.

Mark T. Gladwin, MD, vice-président des affaires médicales à l'Université du Maryland, Baltimore, et John Z. et Akiko K. Bowers, professeur émérite et doyen de l'UMSOM

Le Dr Mathur a ajouté : « Notre hypothèse nous fournit un cadre conceptuel indispensable pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. »

Source:

École de médecine de l'Université du Maryland

Référence:

Madden, MB et coll. (2022) Un rôle du claustrum dans le contrôle cognitif. Tendances des sciences cognitives. doi.org/10.1016/j.tics.2022.09.006.

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