Éviter les embouteillages dans le cerveau
«De nombreux troubles neurologiques et psychiatriques sont susceptibles d'entraîner des problèmes de signalisation dans les réseaux cérébraux», déclare le co-auteur, le Dr Maurizio Corbetta, professeur de neurologie à l'Université de Washington à St. Louis. «L'examen de la structure temporelle de l'activité cérébrale sous cet angle peut être particulièrement utile pour comprendre les conditions psychiatriques telles que la dépression et la schizophrénie, où les marqueurs structurels sont rares.
Les scientifiques étudient généralement les réseaux cérébraux à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique, qui suit le flux sanguin, en supposant qu'une augmentation du flux sanguin vers une partie du cerveau indique une activité accrue dans les cellules de cette région.
Mais l'IRM a ses limites, selon Corbetta. "Cela nous permet seulement de suivre l'activité des cellules cérébrales indirectement, et il est incapable de suivre l'activité qui se produit à des fréquences supérieures à 0,1 hertz, ou une fois toutes les 10 secondes", a-t-il déclaré. «Nous savons que certains signaux dans le cerveau peuvent atteindre 500 hertz ou 500 fois par seconde.»
Pour la nouvelle étude, menée au centre médical universitaire de Hambourg-Eppendorf, les chercheurs ont utilisé la magnétoencéphalographie (MEG) pour analyser l'activité cérébrale de 43 volontaires sains. MEG détecte de très petits changements dans les champs magnétiques dans le cerveau qui sont causés par de nombreuses cellules actives à la fois. Il peut détecter ces signaux à des fréquences allant jusqu'à 100 hertz.
«Nous avons constaté que différents réseaux cérébraux fonctionnaient à différentes fréquences, comme des horloges qui tournaient à des vitesses différentes», a déclaré l'auteur principal Joerg Hipp, Ph.D., du Centre médical universitaire de Hambourg-Eppendorf et de l'Université de Tübingen, tous deux en Allemagne.
Les réseaux qui comprenaient l'hippocampe, une zone cérébrale essentielle à la formation de la mémoire, avaient tendance à être actifs à des fréquences d'environ 5 hertz. Les réseaux constituant des zones impliquées dans les sens et le mouvement étaient actifs entre 32 hertz et 45 hertz. D'autres réseaux cérébraux étaient actifs à des fréquences comprises entre 8 et 32 hertz.
"Il y a eu un certain nombre d'études IRMf sur la dépression et la schizophrénie montrant des changements" spatiaux "dans l'organisation des réseaux cérébraux," dit Corbettta. «Les études MEG offrent une fenêtre sur une structure« temporelle »beaucoup plus riche. À l'avenir, cela pourrait offrir de nouveaux tests de diagnostic ou des moyens de surveiller l'efficacité des interventions dans ces conditions mentales débilitantes.
La recherche a été publiée le 6 mai dans Neuroscience de la nature.
Source: École de médecine de l'Université de Washington
