Human Brain Project révèle les chœurs neuronaux qui émergent dans plusieurs

Pour que nous puissions transformer les informations sensorielles en souvenirs, les réseaux de neurones interconnectés dans notre cerveau doivent travailler de concert. Les chercheurs du Human Brain Project (HBP) ont entrepris de mieux comprendre la dynamique de ces réseaux. À cette fin, ils ont examiné de près les relations entre les neurones uniques et les populations de neurones dans plusieurs régions du cerveau chez le rat, en particulier les zones corticales et l'hippocampe.

Pour examiner la dynamique du réseau, l’équipe a enregistré l’activité de la région hippocampique CA1 et des cortex somatosensoriels, visuels et périrhinaux pendant que les animaux effectuaient une tâche comportementale dans un labyrinthe. Ils ont pu quantifier le couplage de neurones uniques aux modèles de déclenchement de la population et caractériser les relations de pointe au sein et entre ces zones. Les chercheurs de l'Université d'Amsterdam et d'autres institutions ont réalisé une série d'analyses sur le couplage des neurones au sein de chaque zone. zone et entre des ensembles distincts de zones. Avec cela, ils ont étudié comment les modèles de pointes d’un seul neurone sont en corrélation avec l’activité de déclenchement de la population au sein et entre ces zones corticales et hippocampiques.

Parmi leurs principales découvertes, ils ont observé que le couplage de neurones uniques à leur population locale était important dans les quatre zones étudiées, et qu’il était plus fort dans la zone CA1 de l’hippocampe.

Dans le même temps, le couplage entre les zones présentait des profils plus variables que le couplage au sein d’une zone et des cellules en forme de moyeu étaient trouvées dans toutes les zones. Les cellules « hub » ou « de diffusion » sont des neurones qui sont significativement couplés à plus d’une zone. En d’autres termes, ils s’engagent non seulement localement, mais sont également impliqués dans le traitement de l’information auprès de populations éloignées.

Enfin, les niveaux de couplage ont été analysés dans différents contextes, tels que le fonctionnement des cellules dans des représentations spatiales et différents états comportementaux, montrant comment le couplage de population pourrait être une mesure prometteuse de la dynamique des réseaux à travers le cerveau.

« De la cacophonie de l’activation neuronale, il est étonnant de voir des chœurs de neurones émerger dans tout le cerveau. Ce qu'ils chantent, nous venons tout juste de commencer à le comprendre », déclare Reinder Dorman, chercheur au Cognitive & Systems Neuroscience Group de l'Université d'Amsterdam et premier auteur de l'article.

Les résultats ont été publiés dans Cerebral Cortex. Texte d'Helen MendesCouplage basé sur des pointes entre des neurones uniques et des populations dans les cortex sensoriels, le cortex périrhinal et l'hippocampe du rat

Reinder Dorman, Jeroen J. Bos, Martin A. Vinck, Pietro Marchesi, Julien Fiorilli, Jeanette AM Lorteije, Ingrid Reiten, Jan G. Bjaalie, Michael Okun, Cyriel MA Pennartz.

https://doi.org/10.1093/cercor/bhad111