L’exemple du sommeil : des neurones en ébullition.

Les cellules du cerveau échangent constamment des informations. Pendant le sommeil, cet échange sert notamment à consolider la mémoire.

D’après la régularité des ondes dans l’encéphalogramme, on supposait une organisation statique et linéaire du fonctionnement des neurones.
Mais une équipe de chercheurs a découvert que le rôle des neurones variait rapidement au cours du temps et que le trajet de l’information changeait en permanence.

En effet, afin de comprendre comment le neurone traite l’information, les chercheurs ont utilisé des électrodes afin d’enregistrer l’activité électrique, portant l’information, d’une centaine de neurones concentrés dans une région donnée.

Ainsi, les chercheurs ont découvert que les groupes de neurones s’organisent entre eux pendant des temps très courts pour stocker et transmettre de l’information. De plus, ces neurones se relaient en permanence au cours du temps. Enfin, au sein de chaque groupe, seuls quelques neurones jouent un rôle plus important. Ainsi, il n’y a pas de hiérarchie établie au sein des neurones, mais plutôt une répartition équilibrée des rôles.

Une circulation fluide.

D’autre part, alors que l’on pensait que le transfert de l’information suivait un trajet fixe, les chercheurs ont découvert que l’information ne suivait pas toujours le même chemin. Dans le cerveau, les partenaires avec lesquels un neurone échange fluctuent d’un moment à l’autre. Au final, cela se passerait un peu comme sur internet.

En effet, un mail qui part de Paris vers Sydney, passera au cours de son acheminement par des serveurs situés dans différents pays. Et ces serveurs varieront au cours de la journée en fonction du trafic. Dans le cerveau ce serait la même chose. Même quand l’information est la même, les itinéraires que l’information emprunte ne sont pas fixes et les partenaires changent sans cesse.

Enfin, les chercheurs ont pu décoder le type de langage que les neurones parlent. Un sous-état correspond à un « mot » et la séquence de sous-états constitue une phrase. La signification des mots et des phrases échappe encore aux chercheurs. Mais ils ont établi que le langage parlé par les neurones est complexe. Cette complexité permet d’optimiser le traitement de l’information. En effet, un langage simple contient très peu de mots, il est facile à apprendre mais il est difficile d’exprimer des notions complexes. Alors qu’un langage chaotique contient un mot pour chaque situation possible, et est impossible à apprendre.
Ainsi, le langage des neurones est complexe, un peu comme pour les langues humaines. On remarque que cette complexité est supérieure lors du sommeil paradoxal (celui des rêves) que lors du sommeil lent.

Les chercheurs vont ensuite étudier ce qu’il se passe en cas d’éveil, de réalisation de taches particulières ou encore dans le cas de pathologies. Notamment, ils vont étudier le lien possible entre les pertes mnésiques et la complexité du langage neuronal.

Source issue du site : advances.sciencemag.org