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Lundi, 18 février 2013
Un même type de connectivité pour le cerveau et l’univers?

Qu’ont en commun le cerveau, les réseaux sociaux et l’univers ? Ils pourraient bien tous les trois se développer selon les mêmes lois de la nature ! C’est en tout cas ce que suggère une étude publiée en novembre dernier dans Scientific Reports, la revue scientifique en ligne gratuite du groupe de publication Nature.

C’est la structure en réseau sous-jacente à ces trois objets d’échelle fort différente qui pourrait en expliquer le développement par les mêmes lois. Des études antérieures ont en effet montré que les nœuds de tels réseaux, qu’ils soient des neurones ou des individus, ont tendance à établir des connexions avec deux types bien distincts de ses semblables : avec ses nombreux voisins immédiats, mais aussi avec quelques autres neurones ou individus très éloignés ou très populaires.

Un peu comme un collectionneur de timbres va visiter les sites web spécialisés très peu fréquentés de ses amis, mais également à l’occasion quelques moteurs de recherches généraux à grand trafic. Ou encore, pour prendre une métaphore qui se rapproche de la connectivité cérébrale, on prend une autoroute pour changer de ville, puis des petites rues locales pour arriver à destination. C’est en effet cette figure de distribution des connexions que l’on retrouve dans le cerveau : beaucoup de connexions locales entre neurones voisins, et des connexions par de grands faisceaux avec des neurones situées dans des aires cérébrales éloignées.

La technique d’IRM de diffusion (voir le second lien ci-bas) nous permet maintenant d’obtenir des images spectaculaires de ces grandes autoroutes cérébrales. Ce pattern de connexion particulier a reçu l’appellation anglaise du « small world » qui permettrait à chaque personne d’être tout au plus à environ six degrés de séparation de n’importe qui sur la Terre par l’intermédiaire d’un ami qui connaît un ami qui connaît… etc.

Pour en revenir à l’étude publié en novembre dernier, il s’agit d’une simulation qui, en utilisant les équations d’Einstein sur la relativité, est parvenue à fragmenter les premiers moments de notre univers en de minuscules quanta d’espace-temps. La simulation établissait aussi des liens entre ces quanta, formant ainsi un réseau que les physiciens ont pu faire croître pour simuler l’expansion de notre univers.

C’est à ce moment qu’ils ont pu observer une tendance du réseau à trouver un équilibre entre les liens unissant des nœuds semblables et des liens avec d’autres nœuds ayant déjà énormément de connexions. Pour Dmitri Krioukov, co-auteur de l’étude, l’étrange similarité du développement des réseaux à des échelles si différentes pointe vers l’existence d’une loi générale encore inconnue.

Cela donnerait en tout cas un argument de plus aux astrophysiciens, comme Hubert Reeves ou Neil deGrasse Tyson, qui tentent de nous expliquer depuis un bon moment déjà que si nous sommes dans l’univers, « l’univers est aussi en nous » (voir le vidéo de Symphony of Science du dernier lien ci-bas où deGrasse Tyson « chante » : « We are part of this universe. We are in this universe. The universe is in us. ») !

i_lien Universe Grows Like a Giant Brain
i_lien Scans reveal intricate brain wiring
i_lien Your Brain Works Like the Internet
d_lien « We Are Star Dust » – Symphony of Science

Du simple au complexe | 4 commentaires »


4 commentaires à “Un même type de connectivité pour le cerveau et l’univers?”

  1. [...] scan, IRM, IRMf, etc.) seront bien sûr présentées, mais également leurs plus récents avatars : IRM de diffusion, DWI, DSI, [...]

  2. [...] scan, IRM, IRMf, etc.) seront bien sûr présentées, mais également leurs plus récents avatars : IRM de diffusion, DWI, DSI, [...]

  3. [...] scan, IRM, IRMf, etc.) seront bien sûr présentées, mais également leurs plus récents avatars : IRM de diffusion, DWI, DSI, [...]

  4. [...] de ce réseau qui s’affiche de plus en plus comme une organisation modulaire de type « small world ». Un réseau dans lequel il se passe par ailleurs «toujours quelque choses», le réseau du mode [...]