De mystérieux « neurones zombies » révèlent des secrets d'apprentissage dans le cerveau : ScienceAlert

Les scientifiques qui étudient l’apprentissage chez la souris ont rencontré par inadvertance des « neurones zombies » dans le cerveau – non pas des monstres carnivores et propageurs de virus, mais des cellules qui cessent d’interagir normalement même si elles sont fonctionnellement vivantes. De plus, ils ont apporté un nouvel éclairage sur les processus d’apprentissage dans le cerveau.

Une équipe portugaise a découvert ces cellules dans le cadre d'une enquête sur la façon dont une partie du cerveau est appelée Cervelet Nous apprenons de l’environnement qui nous entoure.

Le cervelet traite les informations sensorielles liées aux mouvements moteurs. Cela nous aide à marcher dans une rue bondée ou à prendre un verre sans le renverser, et c'est aussi important pour apprendre : ainsi, si nous tombons sur quelque chose, nous savons comment améliorer notre mouvement pour l'éviter la prochaine fois. La manière exacte dont se produit cet apprentissage était le sujet de cette nouvelle étude.

Utiliser OptogénétiqueGrâce à la manipulation des cellules par la lumière et aux tâches d'apprentissage effectuées par les souris, les chercheurs ont pu montrer le rôle clé de certains intrants cérébelleux appelés Fibres grimpantes.

« Après avoir continuellement stimulé les fibres grimpantes tout en présentant un signal visuel, les souris ont appris à cligner des yeux en réponse à ce signal, même en l'absence de stimulation. » Il dit Tatiana Silva, neuroscientifique, du Centre Champalimaud pour l'Inconnu.

« Cela démontre que ces fibres sont suffisantes pour piloter ce type d'apprentissage associatif. »

L'imagerie cérébrale a été utilisée pour détecter l'activité neuronale. (Silva et coll., Neurosciences normales2024)

que c'est On a longtemps cru Le fait que les fibres grimpantes aient été impliquées d’une manière ou d’une autre dans l’apprentissage est une preuve supplémentaire qui pourrait dissiper une partie de la confusion et de la controverse entourant leur rôle. D’autres types de cellules cérébrales traitées de la même manière n’ont pas eu le même effet sur la capacité d’apprentissage des souris.

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Ensuite, les chercheurs ont observé l’effet des neurones zombies. Introduction de la protéine sensible à la lumière Chanylrhodopsine-2 (ChR2) dans le cadre d'un traitement optogénétique contenait principalement des fibroblastes grimpants.

Cela signifiait qu’ils étaient vivants, c’est-à-dire qu’ils étaient toujours actifs et activaient comme le font normalement les neurones – mais ces messages n’étaient pas transmis. Ils étaient en quelque sorte déconnectés des autres circuits neuronaux, empêchant les souris de pouvoir apprendre.

« Il s'avère que l'introduction de ChR2 dans les fibres grimpantes a modifié leurs propriétés normales, les empêchant de répondre de manière appropriée aux stimuli sensoriels standards tels que les bouffées d'air. » Il dit Megan Curry, neuroscientifique du Centre Champalimaud pour l'inconnu.

« Cela inhibe complètement la capacité d'apprentissage des animaux. »

Nous avons désormais une idée plus précise du fonctionnement de l’apprentissage au niveau du cervelet. Compte tenu des similitudes entre le cerveau des souris et celui des humains, il est raisonnable de supposer que les mêmes processus se produisent.

La science du cerveau, et tout ce qu’il doit apprendre, est toujours aussi étonnante. C'est encore plus impressionnant si l'on considère la façon dont il s'est adapté et a changé au fil du temps, et bien sûr, en savoir plus à son sujet nous aide également à le protéger.

« Ces résultats représentent la preuve la plus convaincante à ce jour que les signaux des fibres grimpantes sont essentiels à l'apprentissage associatif cérébelleux. » Il dit curry.

« Nos prochaines étapes consistent notamment à comprendre pourquoi l’expression de ChR2 conduit à des neurones « zombies » et à déterminer si nos découvertes s’étendent à d’autres formes d’apprentissage cérébelleux.

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La recherche a été publiée dans Neurosciences normales.

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