Comment le cerveau analyse les informations pertinentes et non pertinentes

Avec le barrage d'informations qui nous parvient - ainsi qu'un monde de plus en plus bruyant - comment savons-nous ce qui est important et ce qui ne l'est pas?

Une nouvelle étude montre comment le cerveau sépare les informations pertinentes des informations non pertinentes.

«Il est essentiel pour notre vie quotidienne que notre cerveau traite les informations les plus importantes de tout ce qui nous est présenté», a déclaré le Dr Xiao-Jing Wang, professeur mondial de sciences neuronales à l'Université de New York et à l'Université de New York de Shanghai et responsable de l'étude. auteur.

«Dans un circuit neuronal extrêmement compliqué dans le cerveau, il doit y avoir un mécanisme de déclenchement pour acheminer les informations pertinentes au bon endroit au bon moment.»

L'analyse, basée sur un modèle informatique, se concentre sur les neurones inhibiteurs - les flics de la circulation du cerveau qui aident à assurer des réponses neurologiques appropriées aux stimuli entrants en supprimant d'autres neurones et en travaillant à équilibrer les neurones excitateurs, qui visent à stimuler l'activité neuronale.

«Notre modèle utilise un élément fondamental du circuit cérébral, impliquant plusieurs types de neurones inhibiteurs, pour atteindre cet objectif», a expliqué Wang. «Notre modèle de calcul montre que les neurones inhibiteurs peuvent permettre à un circuit neuronal de se connecter à des voies d'information spécifiques tout en filtrant le reste.»

Dans l’analyse, menée par Guangyu Robert Yang, doctorant dans le laboratoire de Wang, les chercheurs ont mis au point un modèle qui cartographie un rôle plus complexe des neurones inhibiteurs que ce qui avait été suggéré auparavant.

L’équipe a particulièrement intéressé un sous-type spécifique de neurones inhibiteurs qui cible les dendrites des neurones excitateurs - composants d’un neurone où se trouvent les entrées d’autres neurones. Ces neurones inhibiteurs de ciblage des dendrites sont marqués par un marqueur biologique appelé somatostatine et peuvent être étudiés de manière sélective par les scientifiques.

Les chercheurs ont proposé de contrôler non seulement les entrées globales d'un neurone, mais également les entrées des voies individuelles, par exemple, les voies visuelles ou auditives convergeant vers un neurone.

«Cela a été jugé difficile parce que les connexions entre les neurones inhibiteurs et les neurones excitateurs semblaient denses et non structurées», a déclaré Yang. «Une découverte surprenante de notre étude est que la précision requise pour le déclenchement spécifique d'une voie peut être réalisée par des neurones inhibiteurs.»

Les chercheurs ont utilisé des modèles de calcul pour montrer que même avec les connexions apparemment aléatoires, ces neurones ciblant les dendrites peuvent ouvrir des voies individuelles en s'alignant avec des entrées excitatrices à travers différentes voies. Ils ont montré que cet alignement peut être réalisé grâce à la plasticité synaptique, un mécanisme cérébral d'apprentissage par l'expérience.

L'étude a été publiée dans la revue Communications de la nature.

Source: Université de New York