Le cerveau humain utilise des réseaux en grille pour représenter l'espace
Des scientifiques partiellement financés par l'Union européenne ont découvert dans notre cerveau des cellules d'un type particulier, agissant comme une carte spatiale. Publiée par la revue Nature, cette découverte pourrait expliquer la façon dont nous créons une représentation interne d'un nouvel environnement. L'étude a été réalisée par une équipe de l'University College London au Royaume-Uni, qui a fait appel à l'imagerie cérébrale et à des techniques de réalité virtuelle pour identifier les cellules. Ces neurones spécialisés ont été nommés «cellules de grille», et on suppose qu'ils participent à la mémoire spatiale. Ils ont été découverts dans le cerveau des rongeurs, et la preuve de leur présence chez l'homme est une nouveauté. «Les cellules de grille semblent bâtir une carte cognitive de l'espace. Ces cellules sont comparables aux repères qu'offrent la longitude et la latitude sur les cartes habituelles, mais au lieu d'un quadrillage, le cerveau utilise des triangles», déclare le Dr Caswell Barry, l'un des auteurs de l'étude. Ces travaux ont été partiellement soutenus par le projet SPACEBRAIN («Space coding in hippocampo-entorhinal neuronal assemblies»), financé au titre du domaine thématique «Santé» du septième programme-cadre de l'UE (7e PC). Le projet vise à comprendre la façon dont l'activité électrique et chimique des cellules du cerveau aboutit à des fonctions mentales complexes. Il doit pour cela approfondir la recherche sur les principes de calcul des microcircuits nerveux dans le système de représentation spatiale des rongeurs, en s'appuyant sur des outils innovants de recherche optique et moléculaire, computationnelle et électrophysiologique jamais utilisés auparavant pour analyser le cerveau. Les cellules de grille représentent la position de l'animal dans son environnement, ce que les chercheurs comparent à disposer d'un système de navigation par satellite dans le cerveau Lorsque l'on rapporte l'activité de ces cellules sur une carte de la zone explorée, on constate qu'elle forme un réseau triangulaire régulier. Elles ont été découvertes en 2005 par un laboratoire en Norvège, et suggèrent que les rats bâtissent des réseaux virtuels pour s'orienter dans leur environnement et se souvenir d'un territoire qu'ils découvrent. Au cours de la nouvelle étude, les 42 participants ont eu à accomplir une «tâche de réalité virtuelle». Les chercheurs ont programmé un environnement simple, constitué d'une plaine plate, recouverte d'herbe et entourée par une falaise circulaire. Les sujets devaient ramasser et replacer des objets familiers dans cet environnement, en déplaçant leur point de vue vers l'avant, la droite ou la gauche. Le professeur Neil Burgess, directeur de l'équipe, précise: «Nous avons trouvé des signes de la présence de cellules de grille dans l'hippocampe et les aires cervicales associées, déjà connues pour nous aider à nous déplacer dans notre environnement mais qui sont également critiques pour la mémoire épisodique. Les cellules de grille pourraient donc nous aider à retrouver un souvenir adéquat comme à nous retrouver dans notre environnement. Ces aires du cerveau sont parmi les premières atteintes en cas de maladie d'Alzheimer, ce qui peut expliquer pourquoi la perte d'orientation en est l'un des premiers symptômes les plus courants.»
Pays
Royaume-Uni