Une étude montre que des cellules cérébrales spéciales réagissent à des situations inattendues

Une étude montre que des cellules cérébrales spéciales réagissent à des situations inattendues

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Une nouvelle recherche de l’Institut néerlandais des neurosciences montre que les cellules chandeliers, un type spécifique de cellules cérébrales, deviennent actives lors de situations inattendues. Les chercheurs s’interrogent depuis longtemps sur la fonctionnalité de ces cellules.

Imaginez que vous vous rendez au travail à vélo en ville et que vous voyez soudain un nouveau bâtiment quelque part. Le premier jour, c’est très surprenant. Le deuxième jour, cela diminue quelque peu ; au bout d’une semaine, on ne le remarque plus. La même chose se produit dans l’autre sens : lorsqu’un bâtiment qui a toujours été là disparaît soudainement, on est également surpris. Mais comment votre cerveau signale-t-il des changements inattendus et quelles cellules sont impliquées ?

Pour en savoir plus sur ce phénomène, Koen Seignette du laboratoire de Christiaan Levelt s’est associé à ses collègues des laboratoires Kole et Roelfsema. Ensemble, ils ont étudié un type particulier de cellule cérébrale présente en petit nombre dans le cortex : la cellule chandelier. Contrairement aux autres cellules cérébrales inhibitrices, elles n’inhibent qu’un seul point d’autres cellules, mais on sait peu de choses sur pourquoi et quand.

Nouveau modèle de souris

Koen Seignette déclare : « Nous en savions déjà beaucoup sur la fonction de la plupart des types de cellules cérébrales inhibitrices, mais les cellules chandeliers restaient un mystère. En effet, elles ne sont pas clairement marquées génétiquement et ne peuvent donc pas être examinées correctement. Nous avons maintenant obtenu un modèle de souris dans lequel les cellules du lustre sont marquées par fluorescence. Cela nous permet de les visualiser en direct et de déterminer quand elles sont actives. Cela offre de nouvelles opportunités.

“Dans un premier temps, nous avons examiné à quoi réagissent les cellules chandelier du cortex visuel. Qu’arrive-t-il à ces cellules lorsque la souris commence à courir ou lorsque nous présentons des stimuli visuels ?”

“Dans l’une des expériences, nous avons fait marcher les souris dans un tunnel virtuel. Lorsque la souris courait, le tunnel bougeait, et lorsqu’il s’arrêtait, le tunnel aussi. Grâce à cette configuration, nous pouvions créer une situation inattendue en arrêtant le tunnel. alors que la souris était encore en train de courir. Pendant ces événements, les cellules du lustre ont commencé à tirer comme des fous.

Des cellules cérébrales spéciales réagissent à des situations inattendues

Plasticité

Christiaan Levelt déclare : « Nous constatons que le type de stimulus n’a pas vraiment d’importance, ce qui compte c’est qu’il soit inattendu et surprenant. Nous avons également remarqué qu’une accoutumance et un changement se produisent, comparables à l’exemple susmentionné du nouveau bâtiment. , les cellules réagissent fortement, mais après des expositions répétées, l’activité s’affaiblit. »

“Cela montre que les cellules sont capables de s’adapter, ce qui est un concept connu sous le nom de plasticité. Cette plasticité se produit également au niveau anatomique structurel : nous pouvons littéralement voir des changements dans les synapses chandeliers formées par les cellules sur d’autres cellules cérébrales.”

“Ce qui rend cette étude importante, c’est qu’il s’agit de la première étude vraiment complète des cellules chandeliers du cortex visuel. Nous avons déterminé à quoi elles réagissent, avec quelles cellules cérébrales elles se connectent et quelle est leur influence sur les autres cellules cérébrales.”

“Cela n’a jamais été examiné de manière aussi détaillée auparavant. Comprendre le rôle de ces neurones inhibiteurs dans le cortex est crucial pour de nombreux processus, y compris l’apprentissage de circonstances inattendues. Nous savons tous que vous vous souvenez mieux des choses lorsqu’elles vous surprennent vraiment. Si le ” La prédiction est incorrecte, c’est là que vous pouvez trouver l’information. Vous avez besoin de plasticité pour mettre à jour vos connaissances, et ces cellules pourraient jouer un rôle à cet égard. “

Pourquoi les cellules des lustres sont-elles si spéciales ?

Les cellules chandelier, nommées pour leur ressemblance avec un lustre, sont des cellules cérébrales inhibitrices qui se concentrent sur le point de départ (segment initial de l’axone) des signaux électriques dans les cellules pyramidales, les cellules les plus courantes du cortex.

On pensait que les cellules chandeliers pouvaient exercer un contrôle puissant sur les cellules pyramidales en bloquant le potentiel d’action. Étonnamment, les recherches actuelles montrent que cet effet est très faible, contredisant les conclusions tirées précédemment.

La recherche est publiée dans la revue eLife.

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