{"id":1988,"date":"2021-03-22T16:44:31","date_gmt":"2021-03-22T15:44:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/?p=9393"},"modified":"2022-01-04T21:07:03","modified_gmt":"2022-01-04T20:07:03","slug":"un-principe-tres-general-de-lorganisation-du-cerveau-confirme-par-son-activite-dynamique-intrinseque","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/2021\/03\/22\/un-principe-tres-general-de-lorganisation-du-cerveau-confirme-par-son-activite-dynamique-intrinseque\/","title":{"rendered":"Un principe tr\u00e8s g\u00e9n\u00e9ral de l\u2019organisation du cerveau confirm\u00e9 par son activit\u00e9 dynamique intrins\u00e8que"},"content":{"rendered":"

\"\"On savait depuis un certain temps d\u00e9j\u00e0 que lorsqu\u2019on effectue une t\u00e2che quelconque, une m\u00e9moire sensorielle de tr\u00e8s courte dur\u00e9e<\/a><\/span> collabore avec des capacit\u00e9s de m\u00e9morisation plus longues pour nous permettre d\u2019effectuer la t\u00e2che. Et l\u2019on savait aussi que cet encodage \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles de temps est corr\u00e9l\u00e9 avec la fr\u00e9quence des oscillations de l\u2019activit\u00e9 neuronale dans ces r\u00e9gions, des fr\u00e9quences \u00e9lev\u00e9es des aires corticales sensorielles jusqu\u2019aux fr\u00e9quences tr\u00e8s basses de nos aires associatives multimodales. Or dans un article intitul\u00e9 Hierarchical dynamics as a macroscopic organizing principle of the human brain<\/a> <\/span><\/strong>publi\u00e9 en ao\u00fbt dernier dans la revue PNAS, Ryan Raut, Abraham Snyder et Marcus Raichle montrent que l\u2019on peut g\u00e9n\u00e9raliser ce grand principe non seulement \u00e0 l\u2019ensemble du cortex mais aussi \u00e0 plusieurs structures sous-corticales. Partout, le profil temporal de l\u2019activit\u00e9 oscillatoire spontan\u00e9e dans le cerveau semble organis\u00e9 le long de gradients allant de zones sensorielles \u00e0 activit\u00e9 rapide \u00e0 des zones multimodales correspondant \u00e0 des fonctions de plus haut niveau o\u00f9 l\u2019activit\u00e9 oscillatoire est beaucoup plus lente.<\/p>\n

Ces r\u00e9sultats sont int\u00e9ressants pour des raisons diff\u00e9rentes selon les r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales consid\u00e9r\u00e9es. En effet, pour ce qui est du cortex, ils viennent confirmer toutes sortes d\u2019autres \u00e9tudes qui pointaient en direction d\u2019un tel gradient<\/span><\/a> qui correspond de toute fa\u00e7on \u00e0 notre exp\u00e9rience subjective du monde. Nous sommes capables de suivre les changements constants et extr\u00eamement rapides qui surviennent dans notre environnement sans qu\u2019il soit utile de retenir la moindre de ces petites fluctuations. Pensez \u00e0 une sc\u00e8ne o\u00f9 vous marchez sur le bord d\u2019un lac entour\u00e9 d\u2019arbres par une belle journ\u00e9e d\u2019\u00e9t\u00e9 venteuse. Tout bouge, les feuilles, les branches, les reflets sur l\u2019eau, le sentier qui d\u00e9file devant vous parce que vous avancez, etc. Mais nous n’allons jamais retenir tout \u00e7a dans le d\u00e9tail. \u00c0 l\u2019oppos\u00e9, si le ciel se couvre et que le tonnerre commence \u00e0 se faire entendre, il est bon de puiser dans sa m\u00e9moire \u00e0 long terme pour se rappeler qu\u2019il s\u2019agit d\u2019un signe annonciateur d\u2019un orage et qu\u2019il serait souhaitable d\u2019envisager un plan A ou un plan B s\u2019il se met \u00e0 pleuvoir fortement. On est alors dans les simulations mentales d\u2019assez haut niveau correspondant \u00e0 des rythmes beaucoup plus lents.<\/p>\n

Mais l\u00e0 o\u00f9 cette \u00e9tude apporte vraiment du nouveau, c\u2019est en montrant que m\u00eame nos principales structures sous-corticales semblent organis\u00e9es selon un tel gradient de l\u2019activit\u00e9 dynamique qu\u2019elles g\u00e9n\u00e8rent spontan\u00e9ment. Et ce, malgr\u00e9 le fait que les quatre structures consid\u00e9r\u00e9es ici, le striatum<\/a><\/span>, le thalamus<\/a><\/span>, le cervelet<\/a> <\/span>et l\u2019hippocampe<\/a><\/span>, ont des anatomies fonctionnelles et une architecture neuronale tr\u00e8s diff\u00e9rentes les unes des autres. Malgr\u00e9 cela, elles semblent toutes d\u00e9montrer un gradient dans la fr\u00e9quence de l\u2019activit\u00e9 nerveuse qui s\u2019\u00e9tale de diff\u00e9rentes fa\u00e7ons sur l\u2019ensemble de chacune de ces structures (voir l\u2019image en haut de ce billet). En plus, ces gradients refl\u00e8tent exactement ce que l\u2019on conna\u00eet de l\u2019organisation fonctionnelle de chacune de ces structures.<\/p>\n

Par exemple, on observe dans le striatum un gradient d\u2019ondes rapides \u00e0 ondes plus lentes quand on va de sa r\u00e9gion post\u00e9rolat\u00e9rale \u00e0 sa r\u00e9gion rostrom\u00e9diane, ce qui correspond grosso modo aux zones d\u2019aff\u00e9rences corticales plus motrices dans le premier cas et plus associatives dans le second. Dans le thalamus, on a une progression de la fr\u00e9quence des rythmes \u00e0 mesure que l\u2019on passe des noyaux ventrolat\u00e9raux aux noyaux dorsom\u00e9dians, ce qui correspond en gros au placements des noyaux de premier ordre versus d\u2019ordre sup\u00e9rieur dans le thalamus. M\u00eame ph\u00e9nom\u00e8ne dans le cervelet avec un gradient ant\u00e9ro-post\u00e9rieur. Et finalement, m\u00eame chose aussi dans l\u2019hippocampe avec un gradient allant de fr\u00e9quences \u00e9lev\u00e9es \u00e0 des fr\u00e9quences plus basses de l\u2019arri\u00e8re vers l\u2019avant de cette structure, ce qui correspond au degr\u00e9 de granularit\u00e9 des repr\u00e9sentations temporelles et spatiales connues dans l’hippocampe.<\/p>\n

Cette \u00e9tude met donc en lumi\u00e8re des principes d\u2019organisation de notre cerveau qui semblent tr\u00e8s g\u00e9n\u00e9raux et qui impliquent l\u2019aspect dynamique trop souvent n\u00e9glig\u00e9 de notre activit\u00e9 nerveuse. Nos rythmes c\u00e9r\u00e9braux, qui d\u00e9coulent des propri\u00e9t\u00e9s intrins\u00e8ques de nos neurones et de leur connectivit\u00e9<\/span><\/a>, semblent n\u00e9anmoins r\u00e9v\u00e9ler un ordre insoup\u00e7onn\u00e9 dans la logique de leur organisation fr\u00e9quentielle\u00a0: des ondes rapides pour suivre ce qui se passe dans le monde dans les zones sensorielles de nos structures c\u00e9r\u00e9brales, et des ondes plus lentes pour effectuer des op\u00e9rations cognitives de plus haut niveau qui demandent une certaine autonomie par rapport aux incessantes variations du monde ext\u00e9rieur. Cela rejoint d\u2019ailleurs tout \u00e0 fait les travaux du m\u00eame Marcus Raichle sur le r\u00e9seau du mode par d\u00e9faut<\/a><\/span>. Activ\u00e9 lorsqu\u2019aucune t\u00e2che du monde ext\u00e9rieur ne nous sollicite, il correspond donc \u00e0 des \u00e9tats mentaux \u00ab\u00a0tourn\u00e9s vers l\u2019int\u00e9rieur\u00a0\u00bb<\/a><\/span> (planification, cognition sociale, r\u00eaverie \u00e9veill\u00e9e, etc.) o\u00f9 un ensemble de r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales associatives travaillent ensemble par l\u2019entremise d\u2019oscillation \u00e0 fr\u00e9quence plut\u00f4t basses.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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