Les chercheurs identifient une région du cerveau comme une source clé de signaux codant des expériences passées dans le néocortex.
Le cerveau encode les informations recueillies par nos sens. Afin de percevoir et d’interagir avec l’environnement, cependant, ces signaux sensoriels doivent être interprétés dans le contexte des expériences passées stockées dans le cerveau et des objectifs actuels de l’individu. Une équipe dirigée par le professeur Johannes Letzkus, professeur à la Faculté de médecine de la Faculté de médecine de l’Université de Fribourg et chef de groupe de recherche à l’Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau à Francfort-sur-le-Main, a maintenant identifié une source clé de cette expérience. informations dites «descendantes» dépendantes. Les scientifiques ont publié leurs résultats dans la revue Science.
Le néocortex est la zone la plus grande et la plus puissante du cerveau humain. Toutes ses fonctions cognitives importantes sont rendues possibles par la convergence de deux flux d’informations distincts: un flux « ascendant », qui représente les signaux de l’environnement, et un flux « descendant », qui transmet des informations générées en interne sur le passé expériences et objectifs actuels. La question de savoir comment et où exactement ces informations générées en interne sont traitées est encore largement inexplorée, dit Letzkus. Cela l’a motivé, lui et son équipe, à rechercher les sources de ces signaux descendants. Les scientifiques ont réussi à identifier une région du thalamus, une zone cérébrale profondément ancrée dans le cerveau antérieur, comme une région candidate clé pour de telles informations internes.
Sur cette base, le Dr M. Belén Pardi, stagiaire postdoctoral au laboratoire Letzkus, a développé une stratégie pour mesurer les réponses des synapses thalamiques individuelles dans le néocortex de la souris avant et après un paradigme d’apprentissage.
«Alors que les stimuli neutres sans pertinence étaient codés par des réponses petites et transitoires dans cette voie, l’apprentissage a fortement stimulé leur activité et rendu les signaux à la fois plus rapides et plus soutenus dans le temps», explique Pardi.
Nous avons été vraiment convaincus lorsque nous avons comparé la force de la mémoire acquise avec le changement de l’activité thalamique: cela a révélé une forte corrélation positive, indiquant que les entrées du thalamus codent en évidence la pertinence comportementale apprise des stimuli. «
Prof.Dr Johannes Letzkus, Professeur à la Faculté de Médecine Faculté de l’Université de Fribourg et chef de groupe de recherche à l’Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau à Francfort-sur-le-Main
Dans d’autres expériences et la modélisation informatique, qui ont été menées en collaboration avec l’équipe du Dr Henning Sprekeler de la Technische Universität Berlin, les chercheurs ont découvert un mécanisme jusque-là inconnu capable de réguler finement cette information et identifié un type spécialisé de neurone dans la couche la plus externe de le néocortex qui contrôle dynamiquement le flux de ces signaux descendants. Cela confirme l’hypothèse des scientifiques selon laquelle les projections du thalamus vers le néocortex sensoriel agissent comme une source clé d’informations sur les expériences antérieures associées aux stimuli sensoriels. « Ces signaux descendants sont perturbés dans un certain nombre de troubles cérébraux comme l’autisme et la schizophrénie », explique Letzkus. « Notre espoir est que les résultats actuels permettront également une compréhension plus profonde des changements inadaptés sous-jacents à ces conditions sévères. »
Ce travail a été soutenu par la Fondation allemande pour la recherche, le Conseil européen de la recherche, la Max Planck Society et le Human Frontier Science Program.
La source:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
