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Comment notre cerveau hiérarchise l'information

Publié par MaRichesse.Com sur 27 Septembre 2016, 13:05pm

Catégories : #CERVEAU, #SCIENCE

Comment notre cerveau hiérarchise l'information

Une nouvelle théorie détaille comment, grâce à des neurones «aiguilleurs», le cerveau peut s'y prendre pour trier les informations les plus pertinentes en fonction du contexte dans lequel nous nous trouvons

Imaginez: vous avez décidé de passer l'après-midi dans un café à bouquiner. Pour vous concentrer sur votre lecture, il vous faut ignorer les conversations de vos voisins, le va-et-vient des serveurs, les notifications sur votre téléphone portable... Comment votre cerveau réussit-il à filtrer les informations «polluantes» qui arrivent à vos différents organes sensoriels pour se focaliser sur les seules informations pertinentes dans ce cas de figure – les mots imprimés sur la page?

Dans un article théorique publié le 20 septembre sur le site de Nature Communications, trois chercheurs en neurosciences et en psychiatrie ont conçu un modèle permettant d'expliquer comment notre cerveau effectue et réussit cette «curation» de notre environnement, à l'aide de neurones «aiguilleurs».

«Dans notre vie quotidienne, il est fondamental que notre cerveau réussisse à extraire les informations les plus importantes de toutes celles qui lui sont présentées, résume Xiao-Jing Wang, auteur principal de l'étude. Dans le cerveau, au sein d'un circuit neuronal extrêmement complexe, il doit forcément y avoir un mécanisme de triage pour orienter les bonnes informations au bon endroit et au bon moment.»

Circuit neuronal

Selon les scientifiques, les aiguilleurs de ce trafic cérébral sont à chercher du côté des neurones inhibiteurs –des cellules qui assurent la justesse des réponses neurologiques à tel ou tel stimuli en faisant taire d'autres neurones et en régulant les neurones excitateurs, dont le but est de stimuler l'activité neuronale.

«Notre modèle se sert d'un élément fondamental du circuit cérébral, qui intègre différents types de neurones inhibiteurs, pour atteindre cet objectif, précise Wang. Notre modèle computationnel montre que les neurones inhibiteurs peuvent générer un circuit neuronal qui autorise la circulation de certaines voies d'informations, tout en barrant la route à d'autres.»

En particulier, les chercheurs se sont focalisés sur un type spécifique de neurones inhibiteurs, ceux qui ciblent les dentrites des neurones excitateurs –ces excroissances filamenteuses des cellules cérébrales grâce auxquelles elles receptionnent et traitent l'influx nerveux. Pour ce faire, ces neurones inhibiteurs avaient été marqués à la somatostatine, afin de rendre possible une analyse expérimentale sélective.

Tri précis

Après avoir fait tourner différentes variantes de leur modèle, les scientifiques concluent que ces neurones contrôlent non seulement l'influx général qu'une cellule cérébrale doit traiter, mais aussi l'influx spécifique à telle ou telle voie –par exemple, l'auditive ou la visuelle, quand elles convergent vers un neurone.

Une simulation informatique qui montre aussi que même lors de connexions a priori aléatoires, ces neurones pisteurs de dentrites sont capables de trier des voies spécifiques en s'alignant avec les influx des neurones excitateurs –un alignement qui s'effectue via la plasticité synaptique, soit le mécanisme cérébral de l'apprentissage.   

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