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Le CERVEAU 10 fois plus speed qu'on ne le pensait – Science

Publié le 11 mars 2017 par Santelog @santelog

Le CERVEAU 10 fois plus speed qu'on ne le pensait – ScienceLe cerveau est 10 fois plus actif que précédemment évalué, affirment ces chercheurs de l'Université de Californie - Los Angeles (UCLA), à l'issue de leurs travaux, présentés dans la revue Science. Une étude qui pourrait changer considérablement la vision des scientifiques sur le fonctionnement cérébral et pourrait conduire à de nouvelles approches pour le traitement des troubles neurologiques. Au-delà, de nouvelles données précieuses pour les scientifiques qui planchent sur l'intelligence artificielle.

La recherche a porté sur la structure et la fonction des dendrites, des composants des neurones, les cellules nerveuses du cerveau. Les neurones sont de grandes structures arborescentes ( cf visuel ci-contre ) composées d'un corps ou partie centrale, le soma, de nombreuses branches appelées dendrites qui s'étendent vers l'extérieur. Les somas génèrent de brèves impulsions électriques appelées pointes somatiques, pour se connecter et communiquer les uns avec les autres. Les scientifiques pensaient que les pointes somatiques activent les dendrites, qui passivement envoient des courants aux somas d'autres neurones, mais cela n'avait jamais été vérifié dans les règles de l'art. Pourtant, le processus est essentiel, il constitue la base de la façon dont les souvenirs sont stockés et dont la mémoire est formée.

Avec ces travaux, les scientifiques pensaient que les dendrites faisaient passer " doucement " les signaux reçus de la synapse de la cellule (la jonction entre deux neurones) au soma, qui à son tour générait une impulsion électrique. Ces courts signaux électriques, connus sous le nom de pointes somatiques, étaient considérées comme au cœur de l'apprentissage des neurones. L'équipe de l'UCLA montre que les dendrites ne sont pas seulement des vecteurs passifs. En effet, les dendrites sont électriquement actives chez l'animal qui se déplace librement, générant même près de 10 fois plus de pics que les somas. Cette constatation est effectuée sur des rats de laboratoire, grâce à une nouvelle technique qui consiste à placer les électrodes près, plutôt que dans, les dendrites. En utilisant cette approche, les scientifiques ont mesuré l'activité des dendrites durant 4 jours chez des rats pouvant se déplacer librement dans un grand labyrinthe. En prenant des mesures à partir du cortex pariétal postérieur, la partie du cerveau qui joue un rôle clé dans la planification des mouvements, les chercheurs constatent beaucoup plus d'activité dans les dendrites que dans les somas, soit 5 fois plus de pics au repos et 10 fois plus de pics en mouvement.

Un changement de paradigme : cette découverte remet ainsi en question l'idée de longue date que les pics somatiques sont le mécanisme principal en cause dans la perception, l'apprentissage et la formation de la mémoire. Alors que les dendrites représentent plus de 90% du tissu neural et qu'elles apparaissent bien plus actives que le soma, cela modifie fondamentalement la vision dont le cerveau gère l'information, ouvre la voie à une nouvelle compréhension des troubles neurologiques, et apporte de nouvelles bases aux recherches sur l'intelligence artificielle.

en effet si les somas génèrent des pics (tout) ou rien, soit suivent un système binaire comme les ordinateurs, les dendrites font bien plus et sont capables d'émettre des signaux de tensions. Les chercheurs suggèrent que les dendrites exécutent le calcul analogique. Ce seraient donc des " hybrides " capables à la fois de calculs analogiques et numériques, " un peu similaires aux ordinateurs quantiques " , explique le Pr Mehta, professeur de physique et d'astronomie, de neurologie et de neurobiologie à l'UCLA : " Les dendrites génèrent de grandes fluctuations de tension en plus des pointes : Les neurones sont des dispositifs numériques, ils génèrent soit une pointe, soit pas. Les dendrites ne se comportent pas comme un dispositif numérique : les dendrites génèrent des pics numériques, tout ou rien, mais montrent également de grandes fluctuations analogues qui ne sont pas tout ou rien. C'est un écart majeur par rapport aux théories des neuroscientifiques soutenues depuis environ 60 ans " .

Parce que les dendrites sont près de 100 fois plus importantes en volume que les centres neuronaux (somas), le grand nombre de pics dendritiques associé pourrait signifier une capacité " de calcul " du cerveau 100 fois plus importante que précédemment évalué. Jusque-là, c'était en examinant le soma pour comprendre comment fonctionne le cerveau que les scientifiques avaient pu avancer dans le diagnostic et le traitement des maladies neuronales. Cette découverte qui suggère que les processus clés sont lus souvent liés aux dendrites qu'au corps cellulaire ou soma, ouvre une nouvelle fenêtre " sur la vie secrète des neurones " et les dysfonctionnements associés.


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