Les neuroscientifiques découvrent comment la pratique rend parfait

Des chercheurs de l'Université de Pennsylvanie et de l'Université de Princeton ont fait une découverte révolutionnaire qui explique comment les neurones contrôlant les muscles du cerveau maîtrisent les compétences par la pratique.

La recherche a été menée par Javier Medina, professeur adjoint au Département de psychologie de l'École des arts et des sciences de Penn, et Farzaneh Najafi, une étudiante diplômée du Département de biologie. Ils ont collaboré avec le boursier postdoctoral Andrea Giovannucci et le professeur associé Samuel SH Wang de l'Université de Princeton.

L'étude intitulée «Amélioration sensorielle des signaux de calcium dans les dendrites individuelles de cellules de Purkinje chez des souris éveillées» a été publiée dans la revue Cell Reports de février 2014.

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Les cellules de Purkinje dans le cervelet créent une mémoire musculaire

Le cervelet (en latin «petit cerveau») est le principal centre de contrôle moteur du cerveau. Il contient des milliers de cellules de Purkinje qui reçoivent des messages d'une fibre grimpante, qui est un type de neurone qui s'étend du tronc cérébral et envoie un retour de chaque muscle dans tout votre corps. Afin de perfectionner ses habiletés motrices, le cerveau dispose d'un système de rétroaction qui surveille quand les mouvements se déroulent bien et quand les mouvements se passent mal.

Les cellules de Purkinje sont les neurones qui coordonnent tous les mouvements du corps. Les fibres grimpantes sont les neurones qui fournissent une rétroaction quand il y a une erreur ou une sensation inattendue. Ensemble, les cellules Purkinje et les fibres grimpantes travaillent en harmonie pour affiner le contrôle moteur.

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Lorsque j'ai publié The Athlete's Way (St. Martin's Press) en 2007, les neuroscientifiques ne savaient toujours pas exactement comment le cerveau créait la mémoire musculaire. Heureusement, mon père qui était neuroscientifique et neurochirurgien et a écrit un livre intitulé The Fabric of Mind (Viking) avait longtemps cru que les cellules de Purkinje du cervelet étaient la clé pour maîtriser une compétence par la pratique. Pour cette raison, j'ai mis les cellules de Purkinje et le cervelet à l'honneur comme la clé de la façon de l'athlète . (Pour plus d'informations, cliquez ici.)

Quand j'étais jeune, mon père m'entraînait au tennis en disant: «Pensez à marteler et forger la mémoire musculaire de votre cervelet à chaque coup.» Ces nouvelles découvertes aident à expliquer exactement comment ce processus fonctionne.

Le cervelet ne représente que 10% du volume cérébral mais abrite plus de 50% des neurones totaux du cerveau . Mon père a toujours dit: «Tout ce que le cervelet fait, il en fait beaucoup.» Je faisais confiance à ce qu'il appelait «une supposition éclairée» que le cervelet était tout aussi important que le cerveau quand je créais le cerveau. "Modèle split-brain pour la façon de l'athlète .

Une décennie après avoir écrit le manuscrit de The Athlete's Way – après avoir façonné les idées de la neuroscience à travers des conversations quotidiennes avec mon père – il est passionnant de voir des neurosciences de pointe confirmer les intuitions de mon père. Bien que mon père soit décédé en 2007, je sais que ces nouvelles découvertes sur les cellules de Purkinje et les fibres grimpantes le mettraient sur la lune.

Pendant des décennies, l'énigme de la façon dont le système de rétroaction entre les fibres grimpantes et les cellules de Purkinje fonctionne ensemble a rendu perplexes les neuroscientifiques. Dans cette étude révolutionnaire, l'équipe Penn a démontré pour la première fois qu'il existe une différence mesurable entre les signaux «vrais» et «faux». Cette connaissance fera grandement progresser les futures études de contrôle moteur fin, en particulier en ce qui concerne la façon dont les mouvements peuvent être améliorés avec la pratique.

Cette découverte apporte des preuves nouvelles et spécifiques aux mécanismes de la neuroplasticité cérébelleuse. Le fait que de nouvelles voies neuronales deviennent câblées en réponse aux signaux d'erreur des fibres grimpantes permet au cervelet d'envoyer de meilleures instructions aux motoneurones la prochaine fois que la même action est tentée. C'est pourquoi vous n'oublierez jamais comment faire du vélo.

Conclusion: les cellules de Purkinje, les fibres grimpantes et le cervelet restent mystérieux

Le mécanisme exact qui permet aux cellules individuelles de Purkinje de différencier les deux types de signaux de fibres grimpantes reste une question ouverte et d'autres recherches sont nécessaires. Sachant que les cellules de Purkinje sont capables de distinguer quand leurs neurones de muscle correspondants rencontrent une erreur changera probablement de futures études de contrôle moteur fin. Espérons que cette nouvelle découverte des scientifiques de Penn mènera à de nouvelles recherches sur les fondements de la neuroplasticité et les moyens d'améliorer la maîtrise de toute compétence par la pratique, la pratique, la pratique.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les cellules du cervelet et de Purkinje, jetez un coup d'œil aux articles de mon blog Psychology Today :

• "Non. 1 Raison La pratique rend parfait "
• "Vers un nouveau modèle Split-Brain: Cerveau Brain Down"
• "Comment le cervelet est-il lié aux troubles du spectre autistique?"
• "Les problèmes familiaux de l'enfance peuvent freiner le développement du cerveau"
• "La neuroscience de calmer un bébé"
• "Pourquoi la danse est-elle si bonne pour votre cerveau?"
• "La neuroscience de la réussite durable de Madonna"
• "Gesturing engage les quatre hémisphères cérébraux"
• "La Neuroscience de la Superfluidité"
• "Une raison de plus pour débrancher votre téléviseur"
• "Meilleure motricité liée aux meilleurs résultats académiques"
• "La neuroscience de l'imagination"
• "Trop de connaissances cristallisées abaissent l'intelligence des fluides"

Suivez-moi sur Twitter @ckbergland pour les mises à jour sur les articles du blog de The Athlete's Way .