Quand le cerveau crée plusieurs cartes de déplacement
Une équipe de chercheurs norvégiens a mené des expériences sur des rats qui nous renseignent quant à la manière dont le cerveau crée le système cartographique nous aidant à nous déplacer facilement d'un endroit à l'autre. D'après leur étude, qui a été publiée dans la revue Nature Neuroscience, des cartes sont créées dans le cerveau et sont ensuite «assemblées» par le biais d'un mécanisme de cartographie cérébrale, permettant ainsi de se déplacer avec un minimum d'efforts. Comment l'être humain trouve-t-il son chemin au quotidien? Au cours d'une journée normale, la plupart d'entre nous se déplacent beaucoup, sans que nous réfléchissions à la façon dont nous nous rendons d'un endroit à un autre. Des scientifiques de l'université norvégienne de sciences et de technologies (NTNU) ont aujourd'hui découvert grâce à des expériences sur des rats que leur cerveau crée en permanence de multiples cartes indépendantes qui leur permettent de s'orienter dans un nouvel endroit. D'après les chercheurs, les conclusions tirées pour les rats devraient également s'appliquer au cerveau humain. Il y a quatre ans, une équipe de chercheurs de l'institut Kavil des neurosciences des systèmes de la NTNU a fait une découverte capitale concernant la manière dont le cerveau crée de nouvelles cartes en cas de confrontation à des situations nouvelles grâce à l'utilisation de cellules de grille dans un système de coordonnées. Les nouvelles recherches entreprises par le Dr Dori Derdikman et ses collègues mettent aujourd'hui en lumière un aspect totalement nouveau de la logistique de la cartographie cérébrale. Les chercheurs ont découvert que le cerveau humain élaborait en permanence de nouvelles cartes, parfois très détaillées, parfois plus élémentaires. Ils ont également établi que le cerveau disposait d'un «système de tri avancé» pour le classement de ces cartes. L'équipe s'est longtemps demandée «si toutes les informations cartographiques du cerveau étaient stockées dans une carte unique», explique le Dr Derdikman. «Nous avons dès lors imaginé un moyen de vérifier ce détail.» Les chercheurs ont mené des expériences en observant des rats de laboratoire se promenant dans un petit compartiment ouvert. Lorsque les rats ont été placés pour la première fois dans le compartiment, les chercheurs ont mesuré leur activité cérébrale. Les mesures ont donné une carte correspondant à la manière dont les cellules de grille du rat avaient mesuré l'espace. Une fois que les chercheurs ont vu clairement à quoi ressemblait la «carte mentale» des rats, ils ont modifié la disposition du compartiment en insérant des cloisons à l'intérieur afin de créer un labyrinthe avec des virages en épingle à cheveux. «Après avoir insérer les cloisons, quelque chose s'est passé au niveau des 'cartes' des rats», explique le Dr Derdikman. «Nous avons tout d'abord enregistré la même carte. Mais lorsque les rats se sont trouvés face à un virage en épingle à cheveux dans le labyrinthe, la carte a totalement changé. Ce phénomène s'est produit à plusieurs reprises, chaque fois que les rats contournaient un mur et arrivaient dans un nouveau couloir.» Les recherches ont montré que, lorsque les rats sont confrontés à un nouvel espace, leurs cartes mentales changent pour leur permettre de se déplacer. Il est devenu clair que les rats créaient une série de cartes, puis les «assemblaient» au moyen d'un mécanisme de cartographie au niveau de leur cerveau. D'après les chercheurs, il est probable que ce système de cartographie fonctionne de la même manière chez les humains. Pour l'équipe de chercheurs, il est évident que c'est l'environnement physique qui déclenche la création d'une nouvelle carte, et non des comportements acquis. Un nouveau type de cellules récemment découvert, les cellules frontières, pourrait expliquer les changements subis par la carte des rats, l'identification de la fin d'un environnement et du début d'un autre dans le cerveau étant attribuée à ces cellules frontières. «Ces cellules frontières indiquent peut-être au cerveau de changer de carte lorsque vous traversez la frontière de votre environnement», déclare Trygve Solstad, un membre de l'équipe de chercheurs. «Nous pensons qu'un tel changement dans l'environnement se produit lorsque les rats arrivent dans un nouveau couloir de leur labyrinthe en épingle à cheveux.» Il faudra maintenant conduire des recherches supplémentaires pour confirmer cette hypothèse.
Pays
Norvège