Hiboux aident les scientifiques à découvrir le secret de la façon dont le cerveau fait attention – ScienceDaily

La découverte, l'article de couverture du dernier numéro de la revue Rapports de cellule, s’applique probablement à tous les animaux, y compris les humains, et offre un nouvel aperçu de ce qui ne va pas dans le cerveau avec des maladies telles que le déficit de l’attention

"Il y a un million de choses dans le monde qui bombardent nos yeux, nos oreilles, notre peau et d'autres organes sensoriels. De toutes ces choses, à quelle information particulière devons-nous faire particulièrement attention à tout moment pour diriger notre comportement?" a déclaré le co-auteur Shreesh Mysore, un neuroscientifique de l’Université Johns Hopkins. "Notre travail apporte une très belle réponse à la manière dont le cerveau résout un élément clé de ce problème."

Bien qu'ils aient étudié le cerveau antérieur des animaux pendant des décennies, les scientifiques n'ont pas trouvé de bonne réponse à la question de savoir comment le cerveau décide quoi faire attention. Les chercheurs ont plutôt décidé de se pencher sur le cerveau moyen, une partie du cerveau évolutivement ancienne que l'on trouve dans tout, des poissons et des mammifères aux oiseaux et aux humains.

"Tous les animaux ont besoin de prêter attention à ce qui pourrait influer sur notre survie, mais nous n'avons pas tous un cerveau antérieur très développé", a déclaré Mysore, également professeur assistant en sciences psychologiques et cérébrales.

Les chercheurs ont choisi d’étudier les hiboux car ils ont non seulement une vision et une audition précises, mais également, comme tous les oiseaux, un cerveau moyen organisé de manière à faciliter le suivi de l’activité de neurones spécifiques.

Ici, les chercheurs ont montré sur un moniteur des stimuli visuels de 15 hiboux tout en mesurant l’activité de neurones individuels dans leur mésencéphale.

Ce qu'ils ont trouvé était déroutant et inattendu. Bien que les neurones individuels encodent généralement l’espace visuel topographiquement, c’est-à-dire que les neurones voisins encodent les espaces des régions voisines du monde, mais ils ont trouvé ici des neurones uniques répondant à plusieurs poches d’emplacement, parfois très éloignées les unes des autres.

Pour déterminer pourquoi ces neurones doublaient et même triplaient, l'auteur principal, Nagaraj Mahajan, candidat au doctorat en génie électrique et informatique, a conçu un modèle. Il a découvert que si les neurones devaient signaler l'emplacement le plus important au monde, peu importe la provenance de l'entrée visuelle, le seul moyen de coder l'espace tout en maîtrisant les coûts de métabolisme et de câblage était de disposer de moins de neurones que d'endroits situés dans le réseau. monde, chaque neurone codant pour plusieurs emplacements disparates. Le cerveau de hibou réel correspondait parfaitement à ces prédictions informatiques.

Lorsqu'ils comptaient les neurones du cerveau moyen, ils étaient 40% moins nombreux que les emplacements possibles. Et les emplacements encodés par chaque neurone étaient organisés selon un principe combinatoire, un peu comme une solution de puzzle de Sudoku.

"Cela nous donne pour la première fois une réponse sur la manière dont le cerveau résout réellement le problème de la sélection à tous les endroits possibles", a déclaré Mysore. "Ce que nous avons maintenant est une réponse satisfaisante à un problème à la fois fondamental et universel. Il est promis que les conclusions de cette étude pourraient très bien se généraliser jusqu'à l'homme."

L'équipe espère qu'avec cette compréhension de la façon dont le cerveau résout l'attention au niveau neural, il est possible de faire des prédictions informées sur ce qui ne va pas dans des troubles tels que le trouble déficit de l'attention / hyperactivité ou le TDAH.

"Nous pensons que ces neurones du cerveau moyen pourraient être une clé importante du problème de cette incapacité à se concentrer", a déclaré Mysore. "Il s'agit d'une recherche fondamentale, mais elle génère des idées qui peuvent éventuellement être testées chez des patients et, si nous avons de la chance, nous aider à élaborer des traitements."

Vidéo: https://www.youtube.com/watch?v=IJCmvQh9JPg

Source de l'histoire:

Matériel fourni par Université Johns Hopkins. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.