Les neuroscientifiques pensent avoir trouvé une forme de communication neuronal jusqu’alors inconnue

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Les scientifiques pensent avoir identifié une forme de communication neuronale jusqu’alors inconnue qui se propage à travers le tissu cérébral et peut passer sans fil d’un neurone à un autre dans une section du tissu cérébral, même s’il a été sectionné chirurgicalement.

Cette découverte, faite en février 2019, offre des perspectives radicalement nouvelles sur la façon dont les neurones pourraient communiquer, via un processus mystérieux sans rapport avec les mécanismes conventionnels, tels que la transmission synaptique, le transport axonal et les connexions de jonction par fente.

Nous ne connaissons pas encore tout concernant cette découverte, mais nous savons que cela semble être une forme de communication entièrement nouvelle dans le cerveau, donc nous sommes très enthousiastes ».», a déclaré l’année dernière Dominique Durand, ingénieur neuronal et biomédical de l’université Case Western Reserve.

Les scientifiques savaient déjà que la communication neuronal ne se limite pas aux connexions susmentionnées qui ont été étudiées en détail, comme la transmission synaptique.

Par exemple, les chercheurs savent depuis des décennies que le cerveau présente des ondes lentes d’oscillations neurales dont nous ne comprenons pas le but, mais qui apparaissent dans le cortex et l’hippocampe lorsque nous dormons, et sont donc supposées jouer un rôle dans la consolidation de la mémoire.

« La pertinence fonctionnelle de ce rythme de réseau lent découplé des entrées et des sorties reste un mystère », explique le neuroscientifique Clayton Dickinson de l’université d’Alberta, qui n’a pas participé à la nouvelle recherche mais en a parlé dans un article de prospective.

« Mais c’est un mystère qui sera probablement résolu par l’élucidation des mécanismes cellulaires et intercellulaires à l’origine de ce phénomène ».

À cette fin, M. Durand et son équipe ont étudié la lente activité périodique in vitro, en étudiant les ondes cérébrales dans des tranches d’hippocampe extraites de souris décapitées.

Ils ont découvert que l’activité périodique lente peut générer des champs électriques qui, à leur tour, activent les cellules voisines, constituant une forme de communication neurale sans transmission synaptique chimique ni jonctions lacunaires.

« Nous connaissons ces ondes depuis longtemps, mais personne ne connaît leur fonction exacte et personne ne croyait qu’elles pouvaient se propager spontanément », a déclaré M. Durand.

« J’étudie l’hippocampe, lui-même une petite partie du cerveau, depuis 40 ans et cela ne cesse de me surprendre ».

Cette activité neurale peut en fait être modulée, renforcée ou bloquée par l’application de faibles champs électriques et pourrait être une forme analogue d’une autre méthode de communication cellulaire, appelée couplage ephaptique.

La découverte la plus radicale de l’équipe est que ces champs électriques peuvent activer les neurones à travers une brèche complète dans le tissu cérébral sectionné, lorsque les deux pièces restent à proximité physique.

« Pour s’assurer que la tranche était complètement coupée, les deux morceaux de tissu ont été séparés puis réunis alors qu’un espace clair était observé au microscope chirurgical », expliquent les auteurs dans leur article.

« La lente activité périodique de l’hippocampe pourrait en effet générer un événement de l’autre côté d’une coupe complète à travers toute la tranche ».

Si vous pensez que cela semble bizarre, vous n’êtes pas le seul. Le comité d’examen du Journal of Physiology dans lequel la recherche a été publiée a insisté pour que les expériences soient à nouveau réalisées avant d’accepter d’imprimer l’étude.

Durand et al. se sont pliés à cette exigence, mais ils ont semblé comprendre la prudence, tout bien considéré, étant donné l’étrangeté sans précédent de l’observation qu’ils rapportent.

« C’était un moment époustouflant », a déclaré Durand, « pour nous et pour chaque scientifique à qui nous en avons parlé jusqu’à présent ».

« Mais chaque expérience que nous avons faite depuis pour le tester l’a confirmé jusqu’à présent. »

Il faudra encore beaucoup de recherches pour savoir si cette forme bizarre de communication neurale a lieu dans les cerveaux humains sans parler du décodage de la fonction exacte qu’elle remplit – mais pour l’instant, nous disposons d’une nouvelle science qui est choquante à bien des égards, comme l’observe adroitement Dickson.

« Bien qu’il reste à voir si les résultats sont pertinents pour les rythmes lents spontanés qui se produisent dans les tissus corticaux et hippocampiques in situ pendant le sommeil et les états semblables au sommeil », a écrit Dickson, « ils devraient probablement et littéralement électrifier le champ ».

Source : Science Alert
Les résultats sont publiés dans le Journal of Physiology

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