Les ondes gamma lèvent le voile sur le traitement des informations par le cerveau
Une équipe de chercheurs norvégiens et néerlandais a découvert un mécanisme grâce auquel le cerveau différencie des informations de nature distincte. Publié dans la revue Nature, l'article décrit la façon dont les ondes gamma (des ondes cérébrales qui contribueraient à la perception consciente), fonctionnent sur différentes fréquences en fonction du type d'informations qu'elles véhiculent. Les chercheurs ont étudié les ondes cérébrales sur des rats, en s'intéressant plus spécialement à trois zones distinctes de l'hippocampe, la partie du cerveau principalement responsable de la mémoire à long terme et du repérage dans l'espace. «Nous avons découvert l'existence d'ondes gamma rapides et lentes, venant de différentes zones du cerveau, exactement comme des stations de radio émettant sur des fréquences distinctes», explique Laura Colgin, auteur principal de l'étude et réalisant un post-doctorat au Kavli Institute for Systems Neuroscience and Centre for the Biology of Memory en Norvège. «Lorsque les cellules nerveuses veulent se connecter, elles synchronisent leur activité», poursuit Mlle Colgin. «Littéralement, elles accordent leur longueur d'onde. Nous avons notamment étudié le rôle des ondes gamma dans la communication entre des groupes de cellules dans l'hippocampe, et avons découvert ce qui peut être décrit comme un système de radios dans le cerveau. Les basses fréquences transportent la mémoire des expériences passées, les plus hautes véhiculent ce qui se passe sur le moment.» Ce système facilite la communication entre des groupes séparés de cellules qui traitent des informations associées, s'assurant de ne pas mélanger les différents types de données. Les cellules semblent être capables de s'accorder rapidement sur les fréquences hautes ou basses, mais les chercheurs pensent qu'elles ne peuvent pas traiter les deux en même temps. «C'est un peu ce qui se passe lorsque l'on règle notre radio sur une fréquence entre deux stations: on ne comprend rien, il n'y a que du bruit», explique Mlle Colgin. «Dans le cerveau, nous mélangerions les perceptions de l'endroit où nous nous trouvons avec nos souvenirs du même lieu tel qu'il se concrétise dans nos souvenirs.» Le mélange des différents types d'ondes gamma peut se traduire par des troubles mentaux et des anomalies du comportement. «Nous ne pouvons certifier si c'est bien ce système de commutation qui fonctionne mal chez les schizophrènes, mais nous savons que leurs ondes gamma sont anormales», souligne l'auteur principal de l'article. «Ils ont une perception confuse de ce qui les entoure, un peu comme une radio bloquée entre deux stations.» Les chercheurs supposaient jusqu'ici que le traitement de l'information par le cerveau suivait des voies fixes. Cette nouvelle étude suggère que le cerveau est en fait bien plus souple. «Une cellule donnée dans le cerveau reçoit des milliers d'entrées, mais elle peut choisir de n'en écouter qu'une et d'ignorer le reste. En outre, ce choix peut changer à tout moment», résume le Dr Edvard Moser, directeur du Kavli Institute for Systems Neuroscience. «Nous pensons que la commutation gamma est un principe général dans le cerveau, qui sert à renforcer les communications entre les régions cérébrales.»
Pays
Pays-Bas, Norvège