Les neurones du vieux chien rendent les nouveaux tours difficiles

De nouvelles recherches sur l'apprentissage ont conduit les neuroscientifiques à comprendre comment le microcircuit du cerveau rend l'apprentissage plus facile pour les jeunes et plus difficile pour les personnes âgées.

Pendant des années, les neuroscientifiques ont eu du mal à comprendre pourquoi l'apprentissage est plus difficile à mesure que nous vieillissons.

Aujourd'hui, les chercheurs ont des preuves scientifiques sur les raisons pour lesquelles il est plus difficile «d'enseigner de nouvelles astuces à un vieux chien».

Les nouvelles découvertes, publiées dans la revue La nature, montrer comment un composant des circuits du cerveau - les neurones inhibiteurs - se comporte pendant les périodes critiques d’apprentissage.

Le cerveau est composé de deux types de cellules: les neurones inhibiteurs et excitateurs. Les réseaux de ces deux types de neurones sont responsables du traitement des informations sensorielles telles que les images, les sons et les odeurs, et du fonctionnement cognitif.

Environ 80% des neurones sont excitateurs. Cependant, les outils scientifiques traditionnels ont limité l'étude des neurones inhibiteurs.

«Nous savions d'après des études précédentes que les cellules excitatrices propagent l'information. Nous savions également que les neurones inhibiteurs jouaient un rôle essentiel dans la mise en place d'une plasticité accrue chez les jeunes, mais les idées sur ce que faisaient exactement ces cellules étaient controversées.

«Comme nous ne pouvions pas étudier les cellules, nous ne pouvions que faire des hypothèses sur leur comportement pendant les périodes d’apprentissage critiques», a déclaré Sandra J. Kuhlman, Ph.D., professeur adjoint de sciences biologiques à Carnegie Mellon.

La théorie dominante sur les neurones inhibiteurs était que, à mesure qu'ils mûrissent, ils atteignent un niveau d'activité accru qui favorise des périodes d'apprentissage optimales. Mais à mesure que le cerveau vieillit jusqu'à l'âge adulte et que les neurones inhibiteurs continuent de mûrir, ils deviennent encore plus forts au point de gêner l'apprentissage.

Les nouvelles technologies génétiques et d'imagerie permettent maintenant aux chercheurs de visualiser les neurones inhibiteurs dans le cerveau et d'enregistrer leur activité en réponse à une variété de stimuli.

Joshua T. Trachtenberg, Ph.D., Kuhlman et ses collègues ont utilisé ces nouvelles techniques pour enregistrer l'activité des neurones inhibiteurs pendant les périodes d'apprentissage critiques.

Ils ont constaté que, pendant les périodes d’apprentissage intensifiées, les neurones inhibiteurs ne se déclenchaient pas plus que prévu. Ils ont tiré beaucoup moins fréquemment - jusqu'à la moitié moins souvent.

«Quand vous êtes jeune, vous n’avez pas beaucoup vécu, votre cerveau doit donc être une éponge qui absorbe tous les types d’informations. Il semble que le cerveau désactive les cellules inhibitrices afin de permettre que cela se produise », a déclaré Kuhlman.

«En tant qu’adultes, nous avons déjà appris un grand nombre de choses, de sorte que notre cerveau n’a pas nécessairement besoin d’absorber chaque information. Cela ne veut pas dire que les adultes ne peuvent pas apprendre, cela signifie simplement que lorsqu'ils apprennent, leurs neurones doivent se comporter différemment. "

L'université de Carnegie Mellon