Le cerveau du primate en mouvement
Publié par Adrien le 21/02/2017 à 00:00
Source: CNRS-INSB
Lorsque nous nous déplaçons, les images défilent sur nos rétines plus ou moins rapidement. Comment le cerveau gère-t-il ce "flux optique" qui permet de contrôler notre navigation, une capacité partagée, entre autres, par nos cousins primates ? Des chercheurs du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont...) et cognition ont identifié le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud...) cérébral qui traite le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) chez le macaque (Le mot macaque vient du portugais macaco, qui signifie « singe », ce mot provenant lui-même d'un mot bantou à l'époque de la colonisation de la côte africaine par les portugais.). Dans cette étude parue le 19 janvier 2017 dans la revue Cerebral Cortex, ils montrent des similitudes entre ces réseaux chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme...) et chez le singe (Un singe (du latin simius, pluriel Simia) est un animal faisant partie du groupe constitué par l'ordre des primates. Parmi les primates, il n'est pas simple de définir à partir de quelle espèce, le terme de singe n'est plus...), et quelques différences qui reflètent leurs évolutions parallèles.


Figure: Réseaux des aires cérébrales impliquées dans le traitement visuel de la locomotion chez le primate (Les primates (du latin primas, atis signifiant « celui qui occupe la première place ») constituent un ordre au sein des mammifères placentaires. Ce clade regroupe les singes - dont l'homme -...) humain et non-humain. Certaines aires (en jaune) sont considérées homologues entre les deux espèces alors que d'autres apparaissent spécifiques au singe macaque (en rouge) ou à l'homme (en vert).
© Benoit Cottereau. Jean-Baptiste Durand

L'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la...) par résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à la fréquence propre du...) magnétique fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le...) (IRMf) est une technique majeure en Neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.) pour appréhender l'organisation (Une organisation est) fonctionnelle du cortex cérébral chez l'Homme. Cette approche a permis notamment de mieux identifier le réseau des aires cérébrales impliquées dans le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) visuel de la navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :).

Dans ce domaine, les travaux menés par Andrew Smith et son équipe à la Royal Holloway University of London, ont permis d'identifier les aires cérébrales répondant plus spécifiquement à des stimulations visuelles présentant des mouvements proches de ceux reçus par nos rétines lorsque nous nous déplaçons. Parmi les régions sensibles à ces "flux optiques" chez l'Homme, certaines étaient attendues à la suite des travaux issus de la physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie le...) chez le singe macaque. D'autres, plus inattendues, n'ont pas d'homologue connu chez le primate non-humain. Ces différences reflètent-­elles l'émergence de nouvelles aires sensibles au flux optique chez l'Homme, ou simplement le fait que des régions correspondantes n'ont pas encore été identifiées chez le singe ?

Afin de répondre à cette question, les chercheurs de l'équipe ECO-3D du Centre de Recherche Cerveau et Cognition (CerCo) à Toulouse, en collaboration avec l'équipe anglaise à l'origine des travaux menés chez l'Homme, ont donc entrepris d'étendre ces travaux d'IRMf chez le singe macaque. La mise au point (Graphie) de cette approche a été effectuée sur la plateforme d'imagerie de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics...) des Sciences du Cerveau de Toulouse, localisée sur le site de l'Hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de pathologies et des traumatismes trop complexes pour pouvoir être...) Purpan, autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) d'une IRM 3 Teslas dédiée à la recherche. Cette mise au point a nécessité l'entrainement de singes macaques à réaliser des tâches visuelles dans une machine IRM et ce, dans des conditions expérimentales identiques à celles utilisées pour les mesures chez l'homme. Il a également été nécessaire de développer des antennes et des séquences d'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.), ainsi que des outils d'analyses spécifiques à cette approche

Les résultats obtenus révèlent un large réseau d'aires cérébrales impliquées dans le traitement des flux optiques chez le singe qui, comme chez l'Homme, s'étend dans les régions occipito-pariétale, temporale et frontale du cerveau. Une grande majorité de ces régions confirme largement ce que l'on connaissait de la physiologie chez le macaque. Mais au delà, cette étude met aussi en évidence l'implication d'une région localisée dans le cortex cingulaire, jusque-là passée inaperçue chez le singe, mais dont l'homologue probable avait été décrit chez l'Homme. Enfin, cette étude révèle des régions que l'on considérait classiquement comme homologues, mais dont l'implication dans le contrôle visuel de la navigation apparaît clairement différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de...) entre ces deux espèces de primates.

L'approche IRMf chez le primate non-humain offre ainsi un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la...) unique pour mettre en évidence les similitudes mais aussi les différences entre les réponses cérébrales chez l'homme et chez le macaque. Elle permet ainsi de mieux comprendre l'évolution parallèle de ces deux espèces adaptées à leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...).
Page générée en 1.304 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique