![\"\"](\"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/wp-content\/uploads\/Kanter-1024x385.jpg\" "\\"Kanter\\"")
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Pourquoi ne pas commencer l\u2019ann\u00e9e avec un billet sur une d\u00e9couverte qui a des allures de r\u00e9volution ? C\u2019est du moins ce que laisse sous-entendre des titres comme : \u00ab Physicists Negate Century-Old Assumption Regarding Neurons and Brain Activity<\/span><\/a><\/span><\/strong> \u00bb ! Qu\u2019en est-il au juste ?<\/p>\n Et d\u2019abord quel ph\u00e9nom\u00e8ne neuronal serait ici remis en question ? Rien de moins que le processus de base de ce qu\u2019on appelle l\u2019int\u00e9gration neuronale : le fait que chaque neurone fait constamment la somme de tous les inputs qui arrivent sur ses dendrites pour \u00ab d\u00e9cider \u00bb s\u2019il va \u00e0 son tour \u00e9mettre un influx nerveux (aussi appel\u00e9 potentiel d\u2019action<\/span><\/a><\/span>). Vous le savez, les dendrites<\/span><\/a><\/span> sont toutes ces branches reli\u00e9es au corps cellulaires et sur lesquelles les axones d\u2019autres neurones viennent faire des connexions qu\u2019on appelle synapses. Celles-ci peuvent \u00eatre excitatrices si elles \u00e9l\u00e8vent le potentiel de membrane (ce qui le rapproche du seuil de d\u00e9clenchement d\u2019un influx nerveux dans l\u2019axone de ce neurone), ou bien elles peuvent \u00eatre inhibitrices si elles abaissent le potentiel de membrane (l\u2019\u00e9loignant par le fait m\u00eame du seuil de d\u00e9clenchement d\u2019un potentiel d\u2019action).<\/p>\n Et ce que l\u2019on a pu conclure de d\u00e9cennies d\u2019observation, c\u2019est que l\u2019ensemble de toutes ces excitations et inhibitions re\u00e7ues sur les dendrites s\u2019additionnent constamment (on parle de \u00ab sommation spatiale <\/span><\/a><\/span>\u00bb) dans tout l\u2019arbre dendritique de sorte que le corps cellulaire du neurone re\u00e7oit \u00e0 tout moment un signal \u00ab int\u00e9gr\u00e9 \u00bb qui est le r\u00e9sultat de cette arithm\u00e9tique. Et c\u2019est alors qu\u2019un influx nerveux sera d\u00e9clench\u00e9 au tout d\u00e9but de l\u2019axone (\u00e0 l\u2019endroit o\u00f9 celui-ci part du corps cellulaire pour aller porter son message vers d\u2019autres neurones) si et seulement si le potentiel de membrane est alors plus \u00e9lev\u00e9 que le seuil de d\u00e9clenchement de ce ph\u00e9nom\u00e8ne \u00ab tout ou rien \u00bb qu\u2019est le potentiel d\u2019action.<\/p>\n Qu\u2019apporte donc de nouveau et de potentiellement si r\u00e9volutionnaire l\u2019\u00e9tude du groupe de Ido Kanter par rapport \u00e0 ce ph\u00e9nom\u00e8ne ? La r\u00e9ponse est dans le titre de leur article intitul\u00e9 : \u00ab New Types of Experiments Reveal that a Neuron Functions as Multiple Independent Threshold Units<\/span><\/a><\/span><\/strong> \u00bb. De nouvelles approches exp\u00e9rimentales leur auraient donc permis de montrer qu\u2019il n\u2019y aurait pas un seul endroit dans le neurone o\u00f9 il y a un effet de seuil pour le d\u00e9clenchement d\u2019un potentiel d\u2019action, mais plusieurs ! Et o\u00f9 se situeraient ces autres endroits ? Un peu partout dans les dendrites\u2026 rien de moins !<\/p>\n Si c\u2019est bien le cas, c\u2019est en effet assez troublant, car cela am\u00e8nerait un niveau de complexit\u00e9 incroyable \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur m\u00eame du neurone. D\u00e9j\u00e0 que la \u00ab th\u00e9orie des c\u00e2bles \u00bb de Wilfrid Rall<\/span><\/a><\/span> utilis\u00e9e depuis un demi-si\u00e8cle pour comprendre l\u2019int\u00e9gration neuronale n\u2019est pas simple d\u00fb \u00e0 la complexit\u00e9 des arbres dendritiques au innombrables branches dont les diam\u00e8tres (et donc la r\u00e9sistance au courant \u00e9lectrique) varient \u00e9norm\u00e9ment en fonction de la distance du corps cellulaire. Voil\u00e0 qu\u2019on nous explique que certains ensembles de ces dendrites ayant des embranchements communs agissent comme des sous-unit\u00e9s capables d\u2019int\u00e9grer les inputs locaux. Et qu\u2019en plus, cette int\u00e9gration serait sensible \u00e0 la direction des inputs qui arrivent sur cette portion dendritique ! \u00c7a change pour le moins de la perspective classique des dendrites comme un ensemble unifi\u00e9 qui int\u00e8grent passivement et indistinctement tous les signaux qu\u2019ils re\u00e7oivent\u2026<\/p>\n Bien s\u00fbr, je parle ici de l\u2019id\u00e9e g\u00e9n\u00e9rale que l\u2019on se fait des dendrites. Celle qui est encore bien souvent pr\u00e9sent\u00e9e dans les livres grand public sur les neurosciences. Car ceux qui travaillent dans le domaine savent depuis longtemps qu’ils s\u2019y passent toutes sortes de ph\u00e9nom\u00e8nes \u00e9tranges et dont la signification fonctionnelle nous \u00e9chappe encore (attribuables, entre autres, aux diff\u00e9rents canaux ioniques<\/span><\/a><\/span> pr\u00e9sents \u00e0 tel ou tel endroit sur les dendrites).<\/p>\n On n\u2019a qu\u2019\u00e0 penser \u00e0 l\u2019un des m\u00e9canismes \u00e9voqu\u00e9 pour la plasticit\u00e9 synaptique, la plasticit\u00e9 d\u00e9pendante du temps d’occurrence des impulsions (en anglais \u00ab Spike-timing-dependent plasticity \u00bb ou STDP, p.121 et 122 de ce lien<\/span><\/a><\/span>).<\/p>\n Durant ce ph\u00e9nom\u00e8ne, le d\u00e9clenchement d\u2019un potentiel d\u2019action dans un neurone provoque \u00e9galement une d\u00e9polarisation dans le r\u00e9seau dendritique de ce neurone par \u00ab r\u00e9tropropagation \u00bb (\u00ab neural backpropagation \u00bb, en anglais). Une d\u00e9polarisation (i.e. une hausse du potentiel de membrane) qui se d\u00e9ploie spontan\u00e9ment dans les dendrites les plus proches du corps cellulaire \u00e0 chaque fois que le neurone fait feu, par l\u2019entremise de canaux calciques sensibles au voltage.<\/p>\n Un autre exemple d\u2019observation de potentiels d\u2019action dans les dendrites est celui des \u201csharp-wave ripple complexes \u00bb<\/span><\/a><\/span>, ces bouff\u00e9es de potentiels d\u2019action qui se propagent dans le sens inverse du\u00a0sens habituel de la propagation de l\u2019influx nerveux (qui va des dendrites vers l\u2019axone)<\/span><\/a><\/span>. On pense que celles-ci contribueraient ainsi \u00e0 une consolidation s\u00e9lective de certains souvenirs durant le sommeil en diminuant ou r\u00e9initialisant l\u2019intensit\u00e9 des synapses sur les dendrites (\u00ab rescaling \u00bb ou \u00ab reset \u00bb, en anglais) dans cette structure essentielle au stockage de\u00a0nos souvenirs explicites<\/span><\/a><\/span>\u00a0qu\u2019est l\u2019hippocampe.<\/p>\n Bref, ce n\u2019est pas d\u2019hier qu\u2019on sait que de potentiels d\u2019action peuvent circuler dans les dendrites et avoir toutes sortes d\u2019effets \u00e9trange. Mais force est d\u2019admettre que si les r\u00e9sultats de Kanter et de ses coll\u00e8gues se confirment, on vient de d\u00e9couvrir des potentialit\u00e9s d\u2019int\u00e9gration encore plus grandes pour les neurones.<\/p>\n Sans parler d\u2019un autre r\u00e9sultat assez d\u00e9rangeant des exp\u00e9riences de Kanter et son \u00e9quipe : la mise en \u00e9vidence de formes diff\u00e9rentes de potentiels d\u2019action \u00e9mis par un m\u00eame neurone (probablement en fonction de la localisation de la stimulation dans les dendrites), alors que l\u2019id\u00e9e re\u00e7ue depuis fort longtemps est qu\u2019un neurone donn\u00e9 produit toujours un potentiel d\u2019action ayant la m\u00eame forme. Et comme lorsqu\u2019on enregistre dans une r\u00e9gion c\u00e9r\u00e9brale plusieurs neurones \u00e0 la fois on se sert souvent de la forme des potentiels d\u2019actions pour leur attribuer une origine commune ou de neurones diff\u00e9rents, ce bon vieux truc pose d\u00e9sormais de s\u00e9rieux probl\u00e8mes si un m\u00eame neurone peut avoir diff\u00e9rentes \u00absignatures\u00bb d\u2019influx nerveux\u2026<\/p>\n Tout cela fait \u00e9cho \u00e0 certains philosophes des sciences cognitives comme Gualtiero Piccinini et Oron Shagrir<\/span><\/a><\/span><\/strong> qui en viennent \u00e0 la conclusion que le type de calculs ou de \u00ab computations \u00bb qui se d\u00e9roulent dans notre cerveau n\u2019est ni compl\u00e8tement digital (malgr\u00e9 la nature tout ou rien du potentiel d\u2019action), ni compl\u00e8tement analogue (malgr\u00e9 le caract\u00e8re graduel des ph\u00e9nom\u00e8nes oscillatoire et des fr\u00e9quences de potentiels d\u2019action tout aussi d\u00e9terminants dans le codage de l\u2019info), mais bien un genre distinct de computation, la \u00ab computation neuronale \u00bb<\/span><\/a><\/span>. Et l\u2019on voit que cette derni\u00e8re n\u2019a pas fini de nous livrer ses secrets\u2026<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Pourquoi ne pas commencer l\u2019ann\u00e9e avec un billet sur une d\u00e9couverte qui a des allures de r\u00e9volution ? C\u2019est du moins ce que laisse sous-entendre des titres comme : \u00ab Physicists Negate Century-Old Assumption Regarding Neurons and Brain Activity \u00bb ! Qu\u2019en est-il au juste ? 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