Une nouvelle forme de communication dans le cerveau

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Des chercheurs en génie biomédical de la Case Western Reserve University ont affirmé avoir identifié une forme de communication neurale jamais identifiée auparavant, une découverte qui pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre l’activité neuronale entourant des processus cérébraux et des troubles cérébraux spécifiques.

Une nouvelle forme de communication neurale

« Nous ne connaissons pas encore la portée complète de cette découverte, » a déclaré Dominique Durand, chercheur principal, professeur Elmer Lincoln Lindseth en génie biomédical et directeur du Centre d’ingénierie neuronale de la Case School of Engineering. «Mais nous savons que cela semble être une toute nouvelle forme de communication dans le cerveau, nous sommes donc très excités à ce sujet.

Jusqu’à présent, les neurones se « parlaient » dans le cerveau de trois manières différentes: via la transmission synaptique, la transmission axonale et ce que l’on appelle des « jonctions lacunaires ».

Les scientifiques ont toutefois également appris que lorsque plusieurs neurones sont activés ensemble, ils génèrent de faibles champs électriques qui peuvent être enregistrés avec un électroencéphalogramme (EEG). Mais ces champs étaient trop petits pour contribuer à l’activité neuronale.

Ces nouvelles expériences dans le laboratoire de Durand ont cependant montré que non seulement ces champs pouvaient exciter les cellules, mais qu’ils pouvaient également produire leurs propres champs électriques et générer une onde d’activité auto-propagatrice.

La transmission éphaptique

Cette forme de communication récemment identifiée a été découverte pendant que des scientifiques de la Case Western Reserve analysaient le mécanisme de propagation des ondes cérébrales relativement rapides, similaires à celles générées pendant notre sommeil. Ils appellent cela la transmission éphaptique (ou électrique), une référence au champ électrique de bas niveau est connue et observée dans le cerveau – mais on pense maintenant qu’il est également capable de générer une activité neurale.

« Nous connaissons ces ondes depuis longtemps, mais personne ne connaît leur fonction exacte et personne ne pensait qu’elles pouvaient se propager spontanément », a déclaré Durand. « Cela fait 40 ans que j’étudie l’hippocampe, qui n’est qu’une petite partie du cerveau, et cela me surprend sans encore. »

Cette surprise a culminé lors d’une série d’expériences au cours desquelles Durand et son équipe ont observé un «saut» d’onde à travers une coupure qu’ils avaient faite dans la coupe du tissu cérébral – un phénomène qui ne pourrait être expliqué que par le couplage du champ électrique.

L’onde cérébrale a semblé sauter par-dessus le vide. Imaginez une «vague» d’admirateurs de stade frappant les gradins vides du centre d’un terrain. Vous vous attendez à ce que la vague se désagrège, mais elle est à nouveau captée par la foule dans le champ de droite et continue de traverser la foule. Sauf que c’était le comportement des ondes dans un tissu neural qui n’avait jamais été rapporté auparavant par les neuroscientifiques, ni par qui que ce soit, ont déclaré les scientifiques.

Un moment stupéfiant

Durand a dit qu’il ne le croyait pas quand il l’a vu cela. Ni les collègues chercheurs de son laboratoire ni un partenaire de l’Université de Tianjin en Chine. «Ce fut un moment stupéfiant, a-t-il déclaré, pour nous et pour tous les scientifiques à qui nous avons parlé de cela jusqu’à présent.»

Parmi les douteux: le comité de révision du Journal of Physiology, qui a demandé aux chercheurs de la Case Western Reserve de réaliser des expériences supplémentaires pour vérifier leurs travaux deux ou trois fois avant de consentir à la publication de leur découverte. « Mais toutes les expériences que nous avons effectuées depuis notre découverte pour le vérifier l’ont confirmé jusqu’à présent », a déclaré Durand.

Cette découverte a été finalement publiée dans The Journal of Physiology.

Source : Case Western Reserve University
Crédit photo : Pixabay

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