Un compromis dans le code neuronal

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februari 18, 2019 0 Door admin

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Selon le professeur Rony Paz de l’Institut scientifique Weizmann, notre cerveau ressemble à un lave-linge moderne. Il a évolué pour offrir la programmation la plus sophistiquée qui soit, mais plus vulnérable aux pannes et susceptible de développer des troubles coûteux. Avec un groupe de chercheurs, il a récemment mené des expériences comparant l’efficacité du code neural chez des primates non humains et humains, et a découvert que plus le code neural était efficace, plus la robustesse empêchant les erreurs étant réduite. Leurs découvertes, récemment parues dans Cell , pourraient aider à expliquer pourquoi des troubles tels que le TDAH, l’anxiété, la dépression, le syndrome de stress post-traumatique et même l’autisme sont fréquents chez l’homme.

Paz, du département de neurobiologie de l’Institut, explique que des différences anatomiques entre les humains et les autres primates ont été décrites, notamment notre grand cortex pré-frontal et son nombre étendu de neurones. Mais les différences dans le code neural – le “logiciel” par opposition au “matériel” (la structure physique) – n’ont pas été explorées.

Raviv Pryluk, étudiant en recherche dans le groupe de Paz, a mis au point un moyen de tester et de comparer l’efficacité du code neuronal dans plusieurs régions du cerveau. “Nous avons défini la communication efficace comme étant celle qui utilise le moins d’énergie pour transmettre le maximum d’informations – pour transmettre un message aussi compliqué que possible avec le moins de” mots “”, déclare Prylouk.

Les chercheurs ont enregistré l’activité électrique de neurones individuels chez l’homme et chez le macaque dans deux régions: le cortex pré-frontal, où se produisent des fonctions plus élevées, telles que la prise de décision et la pensée rationnelle, et l’amygdale, une région plus ancienne du point de vue de l’évolution, responsable de les fonctions de survie de base «combat ou fuite», ainsi que les émotions. Paz et son groupe ont travaillé en collaboration avec le professeur Itzhak Fried du Sourasky Medical Center à Tel Aviv et la UCLA Medical School à Los Angeles. Les patients atteints d’épilepsie pharmacologiquement intraitable viennent chez Fried pour se faire implanter des électrodes à des fins de diagnostic. Celles-ci offrent une occasion rare d’enregistrer l’activité électrique de neurones individuels dans le cerveau humain. Les Drs Hagar Gelbard-Sagiv de l’Université de Tel Aviv et Yoav Kfir, alors étudiant en recherche dans le groupe de Paz, ont également participé à cette recherche.

Les résultats de cette recherche ont conforté la théorie de la “machine à laver” de l’évolution cérébrale: le code neural dans le cortex pré-frontal “plus évolué” est plus efficace que l’amygdale, tant chez l’homme que chez le singe. Et le code neuronal des deux zones du cerveau humain était plus efficace que celui du singe. Mais plus l’efficacité d’un code neuronal est élevée, moins il est résistant aux erreurs. Paz compare l’amygdale au tambour de la machine à laver: “Ce n’est pas très sophistiqué, mais il est moins susceptible d’échouer – ce qui est important pour la survie des animaux”, a-t-il déclaré, ajoutant: “La moindre résistance de l’amygdale humaine aux erreurs peut jouer un rôle dans des réponses exagérées analogues à la survie dans des contextes inappropriés, tels que ceux observés dans le SSPT et d’autres troubles anxieux. ”

Prylouk: “L’évolution fonctionne avec des compromis. Il peut y avoir un jeu à somme nulle entre efficacité et robustesse; et nos cerveaux complexes et multidimensionnels ont gagné l’un au prix de l’autre.” Fried: “La comparaison d’enregistrements monocellulaires de cerveaux humains et de singes constitue un grand pas en avant pour répondre à la question de savoir ce qui rend le cerveau humain unique.” Paz ajoute: “Pourquoi d’un côté les humains ont-ils des capacités d’apprentissage, des capacités d’adaptation cognitives et d’adaptation supérieures et, de l’autre, cette tendance à l’anxiété, à la dépression et à d’autres maladies mentales? même pièce. ”

Les recherches du professeur Rony Paz sont soutenues par la Fondation Adelis; le fonds de dotation Discovery de la famille Irving et Dorothy Rom; le Fonds Irving B. Harris pour de nouvelles orientations en recherche sur le cerveau; la Fondation de la famille Bernard et Norton Wolf; la famille Leff; la Fondation de la famille Oster; M. et Mme Gary Clayman; Rosanne Cohen; la succession de Toby Bieber; et le Conseil européen de la recherche.

Source de l’histoire:

Matériels fournis par Weizmann Institute of Science . Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


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