jeudi 23 novembre 2017

Une carte de connexions électriques de tout le cerveau pour la formation de souvenirs

Une équipe de neuroscientifiques de l'University of Pennsylvania  a construit la première carte de la connectivité électrique du cerveau dans son ensemble, basée sur les données de près de 300 patients neurochirurgicaux avec des électrodes implantées directement sur le cerveau. Les chercheurs ont découvert que les rythmes basse fréquence de l'activité cérébrale, lorsque les ondes cérébrales se déplacent lentement, stimulent principalement la communication entre les lobes temporaux frontal, temporal et médian, régions clés du cerveau qui s'organisent lors du traitement de la mémoire. Les résultats de la recherche sont disponibles dans Nature Communications

La recherche élucide la façon dont différentes régions du cerveau communiquent pendant les processus cognitifs comme la formation de la mémoire. Bien que de nombreuses études aient examiné les réseaux cérébraux à l'aide d'outils non invasifs comme l'IRM fonctionnelle, il était difficile, selon les chercheurs, de garantir l'observation de réseaux à grande échelle utilisant des enregistrements directs  car ces données ne peuvaient provenir que de patients neurochirurgicaux. Pendant plusieurs années, les chercheurs ont recueilli ces informations auprès de plusieurs hôpitaux à travers le pays, leur permettant d'observer de tels réseaux électriques pour la première fois. Les patients faisant l'objet d'une surveillance clinique pour des crises d'épilepsie ont effectué une tâche de mémoire de rappel leur demandant d'afficher une série de mots sur un écran, puis de répéter autant de fois qu'ils pouvaient s'en souvenir.

Ils ont également examiné l'activité cérébrale survenant à des échelles de temps lentes et rapides, aussi appelée activité neuronale basse et haute fréquence. Ils ont découvert que lorsqu'une personne crée effectivement de nouveaux souvenirs en se souvenant de l'un des mots présentés, l'alignement entre les régions du cerveau tend à se renforcer avec de faibles vagues d'activité mais s'affaiblit à des fréquences plus élevées.

Les chercheurs ont trouvé que la connectivité à basse fréquence d'une région cérébrale était associée à une activité neurale accrue sur ce site, suggérant ainsi que, pour former de nouveaux souvenirs, deux fonctions doivent se produire simultanément, soit les régions du cerveau qui doivent traiter individuellement un stimulus, puis ces régions qui doivent communiquer entre elles à basse fréquence. 

Plus tôt ce mois-ci, les chercheurs ont publié le vaste ensemble de données sur l'enregistrement et la stimulation cérébrales intracrâniennes comprenant des milliers d'heures de données provenant de 250 patients effectuant des tâches de mémoire. Selon les chercheurs, des recherches antérieures ont montré pour la première fois que la stimulation électrique délivrée lorsque la mémoire a été prédite à l'échec pourrait améliorer la fonction de la mémoire dans le cerveau humain. Cette même stimulation devenait généralement perturbée lorsque des impulsions électriques arrivaient pendant les périodes de fonction de mémoire efficace.