Des neuroscientifiques ont découvert que les dendrites font plus que relayer passivement l’information d’un neurone à l’autre, elles la traitent également activement, fonctionnant comme de minuscules ordinateurs.
Les dendrites sont des extensions, des ramifications, au début des neurones qui augmentent la surface du corps cellulaire, ou soma (péricaryon). Ces minuscules excroissances reçoivent des informations provenant d’autres neurones et transmettent la stimulation électrique au soma.
Un neurone (Wikimédia)
Mais nous apprenons maintenant que ce n’est pas la pleine mesure de la fonction dendritique. Dans une nouvelle étude (lien plus bas), des chercheurs de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill ont démontré que les dendrites font plus que transférer l’information, ils la traitent activement, multipliant efficacement la puissance de calcul du cerveau.
Cette découverte a énormément surpris les chercheurs : la puissance de traitement du cerveau est beaucoup plus grande que ce qu’elle avait été précédemment estimée.
Les axones sont là partie des neurones qui génèrent habituellement des signaux électriques, mais bon nombre des mêmes molécules qui prennent en charge les décharges électriques axonales sont également présentes dans les dendrites. De précédentes recherches ont montré qu’elles utilisent certaines de ces molécules pour générer de manière autonome des signaux électriques. Mais les scientifiques estimèrent que c’étaient sans doute le résultat de l’activité normale du cerveau.
Afin de le déterminer plus précisément, les chercheurs ont utilisé une technique d’électrophysiologie, connue sous le terme anglais de patch-clamp, pour surveiller les processus de signalisation électrique des dendrites neuronales dans le cerveau de souris. Ils l’ont fait en rattachant une électrode, sous forme de micropipette en verre, aux neurones de souris.
Après de minutieux essais et une fois la pipette rattachée à la dendrite, des enregistrements électriques de l’intérieur du cerveau de souris endormies et conscientes ont été réalisés. Alors que les souris regardaient des informations visuelles sur un écran d’ordinateur, les chercheurs ont enregistré d’étranges modèles de signaux électriques émanant des dendrites.
Tirée de l’étude : à gauche micropipette sur dendrite d’un neurone de souris. A droite description du test avec la technique du patch-clamp
Ils ont réalisé que les décharges dendritiques apparaissaient de manière sélective, en fonction du stimulus visuel, leur indiquant qu’elles traitaient l’information sur ce que les souris voyaient. Et après avoir développé une technique de visualisation, les chercheurs ont démontré que les dendrites s’activaient contrairement à d’autres parties des neurones. Cela signifiait que les décharges étaient le résultat d’un processus local dans les dendrites. Des modèles mathématiques ultérieurs ont validé cette interprétation.
Selon Spencer Smith, coauteur de l’étude :
Toutes les données pointaient vers la même conclusion. Les dendrites ne sont pas que des intégrateurs passifs d’entrée sensorielle, elles semblent également être une unité de calcul.
Il semble donc que l’activité dendritiques qui est déclenchés par les stimulations visuelles contribuent à une sorte de calcul cortical fondamental, à savoir le renforcement de la sélectivité de l’orientation dans le cortex visuel. Pour les chercheurs dans leur étude : “cette excitabilité dendritique semble être la composante essentielle d’un comportement de calcul au sein des neurones.”
C’est une importante découverte et j’espère que, comme le Guru, vous vous sentez désormais plus intelligent.
L’étude publiée sur Nature : Dendritic spikes enhance stimulus selectivity in cortical neurons in vivo.
