Explication des actions contradictoires des neurones
Les scientifiques de Stanford pensent qu’ils ont compris.
Si vous comparez le comportement d'un neurone à un pendule dans une horloge, les choses commencent à avoir un sens, a déclaré Mark Churchland, Ph.D., chercheur postdoctoral en génie électrique.
«Une idée classique est que les neurones sont codés selon une sorte de schéma directeur, dans lequel chaque neurone a un mouvement qu'il préfère», dit-il.
Cela signifie qu'un neurone devient le plus actif avant et pendant son mouvement préféré, explique-t-il. Par exemple, si une personne voulait déplacer sa jambe vers la droite, tous les neurones seraient actifs, mais les neurones préférant la droite montreraient le plus d'activité.
"Mais ce que nous avons découvert, c'est qu'un neurone pouvait être très actif avant, disons, un mouvement vers la droite, mais ensuite s'arrêter juste avant le mouvement vers la droite", a déclaré Churchland.
«Ou il pourrait être complètement inactif avant un mouvement vers la gauche, mais devenir ensuite fortement actif pendant le mouvement vers la gauche. Si vous essayez de relier l'activité d'un seul neurone à l'action qui se déroule, cela semble fou. "
Churchland explique en outre l'analogie du pendule en disant que pour faire balancer un pendule vers la droite, vous devez d'abord le tirer vers la gauche. Au fur et à mesure que le pendule oscille à gauche et à droite, il se déplacera dans des directions différentes à des moments différents, mais toute l'action fonctionne toujours pour garder l'heure appropriée.
«Si vous disiez que le neurone votait effectivement pour son mouvement préféré, vous diriez qu'il vote pour se déplacer à gauche à ce moment et un dixième de seconde plus tard, il vote pour se déplacer à droite et un dixième de seconde après cela, il vote pour autre chose », a déclaré Churchland. «Cela n'aurait aucun sens.»
«Alors qu'un vote est quelque chose qui doit rester agréable et cohérent dans le temps, un pendule peut osciller dans des directions différentes à des moments différents. Mais un pendule a une dynamique qui est cohérente dans le temps, même si la position du pendule ne l'est pas », a déclaré Churchland.
Churchland et Krishna Shenoy, Ph.D., professeur agrégé de génie électrique, ont pu étudier ces actions du pendule neuronal avec des singes macaques rhésus, dont l'activité neuronale était surveillée par un ordinateur.
Pendant le test, les singes ont joué à un jeu vidéo «swat the fly» dans lequel un carré se trémoussait sur l'écran, comme une mouche bourdonnante. Quand il atterrissait (cessait de trembler), le singe le frappait.
Le jeu a permis aux chercheurs d'enregistrer l'activité neuronale non seulement pendant le mouvement d'écrasement des mouches, mais également pendant le moment où les singes se préparaient à bouger.
La recherche se trouve dans le numéro du 4 novembre de Neurone.
Source: Université de Stanford
