La logique sous-jacente à l’activité récurrente dans le cortex visuel primaire

La logique sous-jacente à l’activité récurrente dans le cortex visuel primaire

Accueil » Psychologie » Troubles mentaux » Adulte » La logique sous-jacente à l’activité récurrente dans le cortex visuel primaire
200 µm, haut) ou compacts (0,7, gauche) ou désaccordés (” width=”800″ height=”462″>

Chez les mammifères, la perception des stimuli visuels est soutenue par l’activité coordonnée de milliers de neurones dans différentes régions du cerveau. Les images perçues par les yeux sont représentées dans le cerveau en passant par différentes étapes par lesquelles les représentations sont de plus en plus raffinées.

Une région du cerveau qui joue un rôle clé dans le traitement et la représentation neuronale des stimuli visuels est ce qu’on appelle le cortex visuel primaire ou V1. Des études antérieures suggèrent que l’excitation récurrente des neurones dans cette région du cerveau amplifie les réponses lorsque les signaux visuels sont faibles, tandis que l’inhibition récurrente des neurones supprime les réponses lorsque les signaux sont forts.

Bien que les résultats expérimentaux suggèrent que l’excitation et la suppression récurrentes jouent un rôle clé dans la détection et la discrimination d’objets ou de sujets dans les images visuelles, les schémas corticaux à l’origine de ces processus sont encore mal compris. Une meilleure compréhension de ces modèles pourrait aider à mieux comprendre les mécanismes complexes qui sous-tendent la vision humaine.

Des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley (UC Berkeley) et d’autres instituts aux États-Unis ont récemment mené une étude sur l’activité récurrente du cortex visuel primaire. Leurs conclusions, publiées dans Neurosciences naturellessuggèrent que les préférences des ensembles corticaux ont un impact sur l’activité récurrente locale de V1 selon une logique simple.

“L’activité corticale récurrente sculpte la perception visuelle en affinant, en amplifiant ou en supprimant l’entrée visuelle”, ont écrit Ian Antón Oldenburg, William D. Hendricks et leurs collègues dans leur article. “Cependant, les règles qui régissent l’influence de l’activité récurrente restent énigmatiques. Nous avons utilisé l’optogénétique à deux photons spécifique à un ensemble dans le cortex visuel de la souris pour isoler l’impact de l’activité récurrente de l’entrée visuelle externe.”

Oldenburg, Hendricks et leurs collègues ont réalisé une série d’expériences sur des souris adultes. Premièrement, ils ont utilisé des techniques optogénétiques holographiques à deux photons (2P) haute résolution pour recréer des modèles précis d’activité neuronale dans le cerveau de la souris. Ils ont ensuite mesuré l’impact de ces modèles sur le cortex visuel primaire, en utilisant l’imagerie calcique 2P avec résolution cellulaire.

“Nous avons constaté que la disposition spatiale et les préférences visuelles de l’ensemble stimulé et des neurones voisins déterminent conjointement l’effet net de l’activité récurrente”, ont écrit les chercheurs dans leur article. “La photoactivation de ces ensembles entraîne la suppression dans toutes les cellules au-delà de 30 µm, mais entraîne uniformément l’activation dans des cellules plus proches et accordées de manière similaire. Dans aucune cellule accordée de la même manière, des ensembles compacts et co-accordés entraînent une suppression nette, tandis que des ensembles diffus et co-accordés entraînent l’activation.”

Après avoir mené leurs expériences, les chercheurs ont utilisé des techniques informatiques pour modéliser leurs observations. Cela leur a permis de mieux comprendre comment les groupes de neurones qu’ils ont stimulés ont influencé l’activité récurrente dans le V1.

“La modélisation informatique suggère que la connectivité excitatrice récurrente hautement locale et la convergence sélective sur les neurones inhibiteurs expliquent ces effets”, expliquent les chercheurs dans leur article. “Nos résultats révèlent une logique simple dans laquelle l’espace et les préférences des ensembles corticaux déterminent leur impact sur l’activité récurrente locale.”

Les travaux récents d’Oldenburg, Hendricks et de leurs collaborateurs rassemblent de nouvelles informations précieuses sur les processus neuronaux qui pourraient conduire à l’amplification et à la suppression de l’activité dans le cortex visuel primaire des mammifères. Dans l’ensemble, les résultats de l’équipe suggèrent que les schémas d’activité récurrents observés dans le V1 sont modulés via des processus neuronaux se déroulant selon une logique spécifique, ce qui permet finalement au cerveau de dériver une représentation détaillée de stimuli visuels complexes.

À l’avenir, ces résultats pourraient ouvrir la voie à de nouvelles études portant sur les fondements neuronaux complexes de la perception visuelle.

★★★★★

A lire également