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Être attentif aux processus de sélection du cerveau

Des chercheurs financés par l'UE ont élaboré des modèles de souris pour générer un nouveau domaine de la recherche en matière d'attention spatiale.
Être attentif aux processus de sélection du cerveau
Nos sens sont constamment inondés d'informations, mais à un moment donné, seule une petite fraction de ces informations sont pertinentes pour agir. Notre cerveau doit donc appliquer ce que l'on appelle l'attention du processus de sélection pour facilement identifier l'apport critique et l'utiliser pour guider des réponses vitales.

L'attention est donc centrale pour le traitement sensoriel et indispensable à la survie de l'organisme. En outre, ces changements dans la sélection des informations se produisent très rapidement dans le cerveau. Le projet SPATIAL ATTENTION (Neural mechanisms underlying rapid modulation of spatial attention in cortex and superior colliculus) a été établi pour comprendre les mécanismes cellulaires à la base du processus de sélection.

Les chercheurs ont mis au point la première tâche d'attention spatiale chez les souris et ont utilisé ce modèle animal pour disséquer les microcircuits et les mécanismes synaptiques qui interviennent dans ces changements rapides dans les traitements sensoriels. Le but était de montrer les nouveaux principes fondamentaux contrôlant les changements rapides dans le traitement des informations sensorielles dans le cerveau.

En outre, le projet visait à déterminer les mécanismes neuronaux dans le cortex préfrontal (CPF) et le colliculus supérieur (CS) responsables de l'acheminement rapide des informations sensorielles au cours de l'attention spatiale.

Les tâches de comportement ont été conçues et mises en œuvre à l'aide de Matlab, de la boîte à outils psychophysique et de RT-LINUX. Au début de chaque essai, un signal auditif informait les souris de signaler un changement de luminescence dans leur champ de vision supérieur ou inférieur (hémichamp).

Les souris ont également appris à initier et à contrôler les indices visuels sur un moniteur en courant sur un tapis roulant, ce qui engageait l'animal dans un environnement immersif similaire à celui d'un jeu vidéo. Les souris ont déplacé l'indice vidéo vers un lieu sur l'hémichamp supérieur ou inférieur.

Une nouvelle technique chirurgicale a également été développée pour donner une image du CS. Cette pyramide de polycarbonate personnalisée coupée au laser utilisée a formé des entretoises optiques pour délicatement déplacer le sinus central et rendre le CS accessible à l'imagerie.

Les résultats de SPATIAL ATTENTION ont démontré que les souris peuvent apprendre à distinguer les différents stimuli dans différents endroits spatiaux. Ils peuvent en outre alterner rapidement les actions motrices en fonction de la localisation spatiale et d'un signal auditif.

En combinant ces essais comportements sophistiqués avec des techniques de pointe de l'optogénétique et de l'imagerie, SPATIAL ATTENTION s'est placée à la pointe de la recherche de la neuroscience.

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Mots-clés

Modèle de souris, attention spatiale, attention du processus de sélection, pré-frontal, cortex, colliculus supérieur, Matlab, boîte à outils psychophysique, RT-LINUX, hémichamp, polybicarbonate