Dendrites
© The Center for Sleep and Consciousness, University of Wisconsin-Madison School of Medicine/ NIH Image Gallery
Chaque neurone humain pourrait être un dispositif de calcul beaucoup plus puissant qu'on ne le pensait, selon une nouvelle étude qui identifie une activité électrique jusqu'alors inconnue dans les dendrites neurales.

À l'extrémité d'un neurone, des appendices en forme d'arbre appelés dendrites envoient et reçoivent des signaux électrochimiques, qui jouent un rôle essentiel dans la façon dont le cerveau compile l'information pour déterminer ses prochaines actions. Les résultats publiés dans le numéro du 3 janvier de Science dévoilent une activité électrique d'une complexité inattendue dans les dendrites des neurones pyramidaux humains, ce qui pourrait aider à augmenter de façon unique la puissance de traitement du cerveau humain, nous permettant ainsi de comprendre et de résoudre des problèmes compliqués.

Sur le plan neurologique, la physiologie qui rend le cerveau humain si spécial et si capable reste mal comprise. Une possibilité réside peut-être dans l'épaisseur des couches corticales du cerveau humain, en particulier les couches 2 et 3, qui contiennent une quantité disproportionnée de matière cérébrale par rapport à d'autres espèces ainsi que de nombreux neurones dotés de grands arbres dendritiques sophistiqués.

"Les dendrites sont essentielles à la compréhension du cerveau parce qu'elles sont au cœur de ce qui détermine la puissance de calcul de chacun des neurones", a déclaré le co-auteur de l'étude, Matthew Larkum, un neuroscientifique de l'Université Humboldt de Berlin. Selon Larkum, l'enregistrement de l'activité des dendrites chez les rongeurs vivants est assez difficile - et presque impossible chez l'homme. Par conséquent, presque tout ce que l'on sait sur les dendrites actives a été glané dans le cerveau des rongeurs.

Pour répondre à ce problème, les chercheurs ont directement sondé les propriétés actives des dendrites des couches 2 et 3 dans des tranches de tissu cérébral humain et ont relevé plusieurs nouvelles classes d'activité électrique propres aux neurones pyramidaux de ces couches, inconnues et beaucoup plus complexes que celles de tous les autres neurones étudiés jusqu'à présent.

En modélisant ces propriétés électriques uniques, Larkum et ses collègues ont démontré que ces propriétés permettaient à des neurones uniques de résoudre des problèmes de calcul qui étaient considérés comme nécessitant des réseaux neuronaux multicouches.

Il y a eu un moment "eurêka" lorsque nous avons vu les potentiels d'action dendritique pour la première fois", a déclaré Larkum. "Les expériences étaient très stimulantes, donc pousser les questions au-delà de ce qui a déjà été fait chez les rongeurs était très intéressant."

Larkum note, cependant, que presque rien n'est connu sur ces dendrites chez d'autres espèces et il reste à voir si cette activité dendritique particulière est uniquement complexe chez les humains ou uniquement simple chez les rongeurs, ou quelque chose entre les deux.

"Il nous manque l'information sur la façon dont ils fonctionnent lorsque tout le cerveau est actif, ce qui pourrait aider à répondre à cette question ", a déclaré M. Larkum.

Traduction Sott.net - Source : Walter Beckwith - American Association for the Advancement of Science