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.
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