Sous le cortex extérieur et ridé du cerveau se trouve une zone profondément mystérieuse, connue sous le nom de claustrum. Cette région est connue depuis longtemps pour échanger des signaux avec une grande partie du cortex, qui est responsable du raisonnement supérieur et de la pensée complexe. En raison des connexions étendues du claustrum, le scientifique légendaire Francis Crick, PhD, célèbre pour la découverte de l’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 permettant la prise de conscience du monde et de nous-mêmes.
Des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université du Maryland, cependant, postulent maintenant que Crick s’est peut-être trompé : ils ont développé une nouvelle théorie – ; construit sur des données – ; que le claustrum se comporte plus comme un routeur Internet à haut débit, prenant les commandes exécutives des zones « boss » du cortex cérébral qui forment des pensées complexes pour générer des « réseaux » dans le cortex. Agissant comme un routeur, le claustrum coordonne ces réseaux pour travailler ensemble afin d’accomplir les nombreuses tâches exigeantes sur le plan cognitif que nous effectuons à chaque instant de 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 nombreux troubles, tels que la toxicomanie, la maladie d’Alzheimer et la schizophrénie. Cette idée peut aider à conduire à de meilleures thérapies pour traiter le dysfonctionnement cognitif dans ces troubles.
« Le cerveau est le système le plus complexe de l’univers connu. Ce sont ces avancées théoriques axées sur les données qui propulsent nos connaissances vers l’exploitation de cette complexité pour améliorer la vie humaine », a déclaré Brian Mathur, PhD, professeur agrégé de pharmacologie à l’UMSOM. « En tant que structure la plus connectée du cerveau, le claustrum est une fenêtre sur l’énigme du cerveau, l’esprit. »
Leurs nouvelles découvertes et hypothèses ont été publiées le 30 septembre 2022 dans Tendances en sciences cognitives.
Dans un effort pour identifier le rôle précis du claustrum, le Dr Mathur et ses collègues ont mené une série d’expériences sur des animaux et des humains. Une expérience a utilisé des approches de neurosciences modernes pour désactiver le claustrum chez des souris conscientes. Ces souris n’ont pas perdu connaissance et ont continué à courir normalement. Un coup contre la théorie de Crick !
Ensuite, les chercheurs ont confié à des souris une tâche simple ou difficile sur le plan cognitif et ont comparé leur réaction lorsque le claustrum était éteint. Normalement, une souris peut effectuer à la fois les tâches simples et les tâches difficiles. Pourtant, lorsque les chercheurs ont éteint le claustrum, les souris ne pouvaient plus effectuer la tâche difficile.
Se demandant si cette découverte avait une quelconque pertinence pour les humains, le Dr Mathur a collaboré avec ses collègues David Seminowicz, PhD, professeur de sciences neurales et de la douleur à l’UM School of Dentistry, et Fred Barrett, PhD, professeur agrégé de psychiatrie et de sciences du comportement à Johns École de médecine de l’Université Hopkins. Les trois ont organisé une étude de recherche où ils ont effectué des scintigraphies cérébrales IRM fonctionnelles sur des volontaires sains qui étaient engagés dans des tâches mentales simples ou compliquées. Les chercheurs ont observé que leur 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 des performances cognitives optimales. Frappez deux contre la théorie de la conscience de Crick !
Le Dr Mathur a déclaré que la grève trois aura lieu lorsque des expériences supplémentaires appuieront leur théorie de la fonction du claustrum. Ce faisant, le Dr Mathur et ses collègues cherchent maintenant à comprendre comment le claustrum apprend et s’adapte pour orchestrer les réseaux dans le cortex pour aider à soutenir la cognition.
« Comprendre comment le cerveau forme et coordonne de manière flexible ces réseaux – ; à travers le claustrum – ; est essentiel pour traiter le déclin cognitif, qui se produit dans la toxicomanie, la maladie d’Alzheimer et la schizophrénie », a déclaré Mark T. Gladwin, MD., Vice-président pour les affaires médicales à l’Université du Maryland, Baltimore et professeur émérite John Z. et Akiko K. Bowers et doyen de l’UMSOM.
Le Dr Mathur a ajouté : « Notre hypothèse nous fournit un cadre conceptuel indispensable pour concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques. »
