Les neuroscientifiques de l'UCI découvrent les mécanismes sous-jacents au travail de haut niveau du cerveau

Les neuroscientifiques de l'UCI découvrent les mécanismes sous-jacents au travail de haut niveau du cerveau

Notre capacité à penser, décider, se souvenir des événements actuels, et bien plus encore, provient du néocortex de notre cerveau. Aujourd'hui, des neuroscientifiques de l'Université de Californie à Irvine ont découvert des aspects clés des mécanismes à l'origine de ces fonctions. Leurs découvertes pourraient à terme contribuer à améliorer le traitement de certains troubles neuropsychiatriques et lésions cérébrales. Leur étude apparaît dans Neuron.

Les scientifiques savent depuis longtemps que le néocortex intègre des flux d’informations dits de rétroaction et de rétroaction. Les données de rétroaction sont relayées par les systèmes sensoriels du cerveau depuis la périphérie (nos sens) vers les zones d'ordre supérieur du néocortex. Ces régions cérébrales de haut niveau envoient ensuite des informations en retour pour affiner et ajuster le traitement sensoriel. Cette communication va-et-vient permet au cerveau d’être attentif, de conserver des souvenirs à court terme et de prendre des décisions.

Un exemple simple est lorsque vous souhaitez traverser une rue très fréquentée. Il y a des arbres, des personnes, des véhicules en mouvement, des feux de circulation, des panneaux et bien plus encore. Votre néocortex de niveau supérieur indique à votre système sensoriel quelle attention il mérite pour décider quand passer à autre chose.

Gyorgy Lur, Ph.D., auteur correspondant, professeur adjoint de neurobiologie et comportement, École des sciences biologiques

L’interaction entre les systèmes de niveau supérieur et inférieur nous permet également de nous souvenir de ce que vous avez vu lorsque vous avez regardé dans les deux directions pour collecter les informations. "Si vous n'aviez pas cette mémoire à court terme, vous continueriez à regarder d'avant en arrière et ne bougeriez jamais", a-t-il déclaré. « En fait, si nos flux de rétroaction et de rétroaction ne travaillaient pas constamment ensemble, nous ne ferions pas grand-chose, à part réagir par des réflexes. »

Les scientifiques ne savent pas exactement comment les neurones du cerveau sont impliqués dans ces processus complexes. Lur et ses collègues ont découvert que les signaux de rétroaction et de rétroaction convergent vers des neurones individuels dans les régions pariétales du néocortex. Les chercheurs ont également découvert que différents types de neurones corticaux fusionnent les deux flux d’informations à des échelles de temps très différentes, et ont identifié l’architecture cellulaire et de circuit qui sous-tend ces différences.

"Les scientifiques savaient déjà que l'intégration de plusieurs sens améliore les réponses neuronales", a déclaré Lur. "Si vous voyez ou entendez seulement quelque chose, votre temps de réaction est plus lent que si vous le percevez avec les deux sens en même temps. Nous avons identifié les mécanismes sous-jacents qui rendent cela possible."

Il a noté que les données de l’étude suggèrent que les mêmes principes s’appliquent lorsqu’un flux d’informations est sensoriel et l’autre cognitif.

Comprendre ces processus est essentiel au développement de futurs traitements pour les troubles neuropsychiatriques tels que les troubles du traitement sensoriel, la schizophrénie et le TDAH, ainsi que pour les accidents vasculaires cérébraux et autres lésions du néocortex.

Lur est membre du Centre de neurobiologie de l'apprentissage et de la mémoire, du Centre de cartographie des circuits neuronaux et du Centre de recherche sur l'audition de l'UC Irvine.

Le candidat au doctorat Daniel Rindner, qui a réalisé tous les enregistrements neuronaux et le travail sur les tissus biologiques, a été le premier auteur de l'article. Archana Proddutur, Ph.D., chercheuse postdoctorale au laboratoire et deuxième auteur de l'article, a réalisé une modélisation informatique qui a conduit à la compréhension mécaniste des processus qui intègrent les flux d'informations sensorielles et cognitives. Ses recherches ont été soutenues par la Fondation Whitehall, l'Institut national de la santé mentale, l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux et l'Institut national sur la surdité et autres troubles de la communication.

Source:

Université de Californie, Irvine

Référence:

Rindner, DJ et coll. (2022) Intégration spécifique au type de cellule des entrées synaptiques de rétroaction et de rétroaction dans le cortex pariétal postérieur. Neurone. doi.org/10.1016/j.neuron.2022.08.019.

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