Élucider la perception visuelle
L'étude en profondeur du système neuronal pour comprendre les modulations contextuelles était jusqu'à récemment impossible à cause d'une résolution spatiale et temporelle limitée. Les développements récents de l'optogénétique permettent une spécificité cellulaire et un contrôle spatio-temporel de l'activité neurale inédits. Les scientifiques du projet A LIGHT ON VISION («Controlling conscious visual perception with light»), financé par l'UE, ont utilisé l'optogénétique ainsi que des enregistrements électrophysiologiques du système neuronal dans le cortex visuel primaire (V1) du cerveau. Les chercheurs se sont intéressés en particulier aux phénomènes de modulation contextuelle et de suppression du pourtour. La suppression du pourtour est observée principalement dans le V1 lorsque les neurones produisent un signal plus faible en réponse à un stimulus qui dépasse le champ de réception des neurones. La description de ce phénomène a fait l'objet de plusieurs hypothèses mais leur corroboration était jusqu'alors impossible. L'activité neurale a été enregistrée avec des électrodes laminaires dans le cortex V1 de souris anesthésiées et des signaux de feedback ont été sélectivement inhibés par interventions optogénétiques. Pour l'inhibition sélective, la channelrhodopsine-2 d'un canal cationique dépendant de la lumière a été exprimée dans des neurones inhibiteurs par activation par lumière bleue. Les résultats ont montré que la suppression du pourtour survient de manière systématique après la réponse initiale, ce qui indique qu'il s'agit d'un processus récurrent. L'importance de la communication intracorticale a été testée en interrompant les signaux de feedback de zones visuelles supérieures telles que les zones latéromédiales et antérolatérales pendant l'enregistrement de V1. Les résultats préliminaires ont confirmé la théorie de la suppression du pourtour car aucune réduction de la réponse neurale de V1 aux stimuli plus importants n'a été constatée pendant l'interruption des signaux de feedback. Des analyses supplémentaires sont en cours pour valider les résultats. Des tests seront également conduits sur des souris alertes en complément des résultats préliminaires. Les activités menées dans le cadre du projet ont clairement révélé le potentiel des interventions optogénétiques pour élucider des fonctions complexes du cerveau par activation ou inhibition sélective. Cela pourrait révolutionner le champ de la neurobiologie. Parmi les applications futures, on peut citer le traitement et la rééducation des troubles psychiatriques et mentaux.
Mots‑clés
Stimuli visuels, activation neurale, inhibition, modulation contextuelle, suppression du pourtour, système neuronal, optogénétique, cortex visuel primaire, channelrhodopsine
