Le traitement visuel: chaque neurone compte!
Des chercheurs allemands ont amélioré et utilisé une méthode pour observer la façon dont les cellules nerveuses individuelles traitent l'information visuelle dans un cerveau vivant. La nouvelle méthode microscopique qu'ils ont utilisée leur a permis d'étudier de minuscules synapses de la taille d'un micromètre sur un neurone unique, et de déterminer que chaque neurone joue un rôle important dans le traitement sensoriel. Leurs résultats sont présentés dans la revue Nature. Lorsque nous ouvrons les yeux, une immense quantité de données doivent être traitées pour que nous puissions voir. Par exemple, notre oeil compte 126 millions de cellules sensorielles dont la fonction est de convertir la lumière qui entre dans la rétine en signaux électriques. Mais bien que le traitement de l'information visuelle débute à ce niveau, l'image complète de ce que nous voyons est rassemblée à l'arrière du télencéphale, dans le cortex visuel. L'objectif de l'équipe de recherche de la Technische Universität München (TUM), en Allemagne, était de comprendre le rôle des neurones du cortex visuel dans la détection du mouvement, et ils ont observé ce processus en temps réel sur des souris. Des études antérieures ont démontré que des neurones spécifiques dans le cortex visuel des souris s'activaient lorsque l'on faisait passer une barre en mouvement devant leurs yeux. Le modèle de réaction de ces neurones d'orientation a également été documenté. Dans l'étude actuelle, l'objectif de l'équipe était d'observer de plus près ce signal d'entrée; une tâche assez ardue car chaque neurone est composé d'un embranchement complexe de petites antennes (appelées dendrites) auxquelles les autres neurones s'accrochent par leur synapses (structures qui permettent la transmission de signaux du neurone aux autres cellules). «Jusqu'à présent, des expériences similaires avaient seulement été menées sur des neurones cultivés dans des plats de Pétri», commente le Dr Arthur Konnerth, du TUM. «Le cerveau intact est nettement plus complexe. Étant donné leur constante mobilité, il était extrêmement difficile de suivre la connexion de chaque site synaptique aux dendrites.» L'équipe a utilisé une sonde microscopique (la microscopie biphotonique à fluorescence plus précisément) pour observer une cellule unique et ses minuscules dendrites en action dans un tissu cérébral. Ils ont découvert que lorsqu'une souris regarde une variété de mouvement sur une barre, chaque neurone reçoit des signaux d'entrée de cellules nerveuses orientées différemment mais n'envoie qu'un seul type de signal de sortie. Cela laisse supposer que le neurone évalue l'importance des signaux d'entrée et élimine les informations inutiles, conservant seulement les données essentielles nécessaires pour une compréhension claire du mouvement. Le Dr Konnerth espère poursuivre ces travaux à l'avenir en observant un seul neurone au cours du processus d'apprentissage. «Notre méthode nous permet d'observer à l'échelle d'une synapse la connexion d'un neurone individuel dans un cerveau vivant à d'autres ainsi que son comportement; par conséquent, nous devrions être en mesure d'apporter une contribution considérable à la compréhension du processus d'apprentissage», explique-t-il. «De plus, étant donné que nous collaborons avec des physiciens et des ingénieurs, nous avons de grandes chances d'améliorer la résolution spatiale et temporale de ces images», ajoute-il.
Pays
Allemagne