Nouvelle découverte sur la façon dont le cerveau filtre les informations visuelles

Les nouvelles découvertes de l’Institut Salk rompent avec des décennies de neurosciences.

Source: geralt / pixabay

Le cerveau humain possède un moyen extraordinaire de filtrer les entrées sensorielles. Par exemple, lorsque vous regardez de loin le monument national du Mont Rushmore, vous voyez les visages de George Washington, de Thomas Jefferson, de Theodore Roosevelt et d’Abraham Lincoln. À mesure que vous vous en approchez, vous commencez à remarquer les grains individuels dans le granit, alors que les visages présidentiels s’assombrissent dans l’arrière-plan. Comment le cerveau y parvient-il? Dans une récente étude dirigée par le Salk Institute publiée dans Neuron le 31 décembre 2018, les chercheurs ont fait une découverte surprenante qui contredit l’opinion répandue parmi les neuroscientifiques sur la manière dont les neurones du cerveau filtrent ce qu’il voit.

L’équipe de recherche d’Ambarish S. Pawar, Sergei Gepshtein et Thomas D. Albright de Salk Institute, basé à La Jolla, en Californie, et Sergey Savel’ev de l’Université de Loughborough, au Royaume-Uni, ont découvert que car les filtres étaient incorrects.

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Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont estimé que les neurones percevaient des détails fins ou bruts et que chaque neurone effectuait son propre filtrage. Au lieu de cela, les scientifiques ont découvert que la «préférence des neurones pouvait changer en raison d’un changement dans la balance des signaux positifs (excitateurs) et négatifs (inhibiteurs) par lesquels les neurones communiquent dans le réseau». En d’autres termes, la sélectivité neuronale par les neurones corticaux est flexible et dynamique, plutôt que stable.

L’équipe a mesuré la sélectivité de la fréquence spatiale des neurones situés dans le cortex visuel de singes alertes en montrant des modèles optiques avec un contraste variable entre les régions sombres et les régions claires. Ils ont découvert que, selon le contraste de motif, des neurones individuels pouvaient filtrer les détails, qu’ils soient fins ou rugueux.

Sur la base de cette découverte, l’équipe a conclu que les scientifiques devaient «repenser ce que sont les unités de calcul du cerveau» et que «cette même qualité flexible de réseaux de neurones devrait s’appliquer à d’autres parties du cerveau». Les chercheurs envisagent d’étudier comment les changements dans les réseaux neuronaux adaptables affectent le comportement afin de mieux comprendre les mécanismes neuronaux du cerveau.

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Références

Institut Salk. (2019, 1er janvier). Travailler en équipe: de nouvelles recherches montrent comment les cellules du cerveau filtrent les informations en groupes. ScienceDaily . Extrait le 24 janvier 2019 sur www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190101094507.htm.