Comment le cerveau nous permet de concentrer rapidement notre attention

Selon une étude publiée dans Neuron, des chercheurs de l'University of Queensland auraient découvert un mécanisme dans le cerveau qui pourrait sous-tendre la capacité à attirer rapidement l'attention. Comme le révèlent les chercheurs, nos cerveaux sont continuellement bombardés d'informations par les sens, mais notre degré de vigilance vis-à-vis de telles entrées varie, nous permettant de nous concentrer de manière sélective sur une conversation et non sur une autre. Plus concrètement, selon les chercheurs, si nous voulons nous concentrer pleinement, quelque chose se passe dans le cerveau pour nous permettre de nous concentrer et de filtrer les distractions. Il doit y avoir un mécanisme qui signale la chose sur laquelle nous voulons nous concentrer. Or, ce mécanisme n'est pas bien compris

Selon les chercheurs, des recherches ont montré que l'activité électrique du néocortex du cerveau change lorsque nous portons notre attention. Les neurones arrêtent de se synchroniser et commencent à se déclencher, permettant aux neurones individuels de répondre aux informations sensorielles de différentes manières. Le système cholinergique dans le cerveau joue un rôle important dans le déclenchement de cette désynchronisation. Le système cholinergique est constitué d'amas de neurones spéciaux qui synthétisent et libèrent une molécule de signalisation appelée acétylcholin. Ces amas établissent de nombreuses connexions dans tout le cerveau.

Comme le mentionnent les chercheurs, la destruction du système cholinergique chez les animaux dégrade profondément la cognition et la formation de la mémoire. De plus, chez l'homme, une dégénérescence progressive du système cholinergique se produit lors de maladies dévastatrices qui émoussent la cognition et la mémoire, telles que la maladie d'Alzheimer.Cependant,quels neurones du cortex sont ciblés par cet interrupteur principal et comment il est capable d'influencer leur fonction était inconnu.

Les chercheurs se demandaient si les neurones B-pyramidaux de la couche 5 (layer 5 B-pyramidal neurons), les neurones «de sortie» du néocortex, pouvaient être impliqués, puisqu'ils sont intimement impliqués dans notre perception du monde. Les chercheurs ont voulu savoir si le système cholinergique était capable d'influencer l'activité de ces neurones de sortie.

En utilisant une technique appelée optogénétique, ils ont modifié les neurones du système cholinergique dans le cerveau des souris afin qu’ils puissent être activés avec un éclair de lumière bleue, déclenchant une libération soudaine d’acétylcholine. Cela a permis aux chercheurs de surveiller étroitement l’interaction entre le système cholinergique et les neurones de sortie. Ils ont découvert que si les neurones de sortie n’étaient pas actifs, il ne se passait pas grand-chose. Or, lorsque ces neurones ont reçu un apport excitateur de leurs dendrites, le système cholinergique a pu augmenter massivement leur activité.

Les chercheurs croient que le système cholinergique est essentiel à cette transition chez la souris et le rat, permettant aux neurones de sortie d'effectuer des calculs de manière dépendante de l'état. Ces derniers croient également que ce changement intervient également dans le néocortex humain, ce qui permet de changer rapidement notre état de vigilance et d'attention. Les chercheurs affirment, en terminant, que leur étude fournit des informations importantes sur la manière dont la dégénérescence progressive du système cholinergique dans les maladies affaiblit la cognition humaine.