Un mystérieux signal repéré dans le cerveau humain

Dernièrement, des scientifiques ont fait une intéressante découverte liée au fonctionnement du cerveau humain. La trouvaille a été accidentelle. Ils ont trouvé un mystérieux signal dans les cellules individuelles du cortex de patients épileptiques.

Initialement, ils voulaient mesurer l’activité électrique dans des sections de tissus prélevées lors d’opérations sur des patients épileptiques. Ils ont également analysé leur structure au microscope à fluorescence.

Cerveau

Crédits Pixabay

Dans le cerveau, les informations sont véhiculées par les neurones. Elles se présentent sous la forme d’une onde de canaux qui s’ouvrent et se ferment. Entre ces canaux se produisent des échanges des particules chargées comme le sodium, le chlorure et le potassium. Ces échanges se traduisent en impulsion d’ions en circulation appelée « potentiel d’action ».

La recherche a été effectuée par une équipe internationale constituée de chercheurs allemands et grecs. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Science.

Une faculté inopinée ?

Les scientifiques ont constaté que les signaux nouvellement découverts sont liés à des fonctions « supérieures ». Les résultats de l’étude supposent que le cerveau humain est capable de réaliser des calculs de manière beaucoup plus performante qu’on ne le pense.

Les ordinateurs utilisent des transistors pour véhiculer la puissance d’une tension électrique afin d’effectuer des opérations. Dans le cerveau, elle est plutôt traitée par l’extrémité de branches appelées dendrites qui sont comme les feux de signalisation de notre système nerveux.

« Les dendrites sont essentielles à la compréhension du cerveau parce qu’elles sont au cœur de ce qui détermine la puissance de calcul de chaque neurone », a déclaré Matthew Larkum, un neuroscientifique de l’université Humboldt, à Walter Beckwith, de l’Association américaine pour l’avancement de la science.

Le potentiel d’action présent dans les cellules des patients épileptiques est lié à des ondes de tension appelées « potentiels d’action dendritique à médiation calcique », ou « dCaAPs ». Elles n’ont encore jamais été vues auparavant.

Un signal sensible au calcium

Les chercheurs connaissent deux fonctions logiques fondamentales du cerveau, appelées ET et OU, qui sont des ondulations de tension pouvant être communiquées collectivement. Or, les neurones pouvaient individuellement effectuer des intersections OU (XOR) « exclusives ». « On a toujours pensé que l’opération XOR nécessitait une solution de réseau », ont écrit les chercheurs.

Étrangement, le signal n’a pas réagi à un inhibiteur des canaux sodiques appelé « tétrodotoxine ». Toutefois, il est sensible au calcium.

Les cellules ne sont pas caractéristiques des personnes épileptiques. Les chercheurs l’ont établi après avoir effectué des analyses sur des tumeurs cérébrales. Ils ont également noté que ces cellules sont différentes et abondantes dans le cerveau humain.

Mots-clés neurologie