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a. Image de microscopie électronique (EM) d'une région du cerveau humain.
b. Données de segmentation pour l'image EM en a. Les couleurs indiquent différents segments.
c. Image EM d'une région plus grande du cerveau humain avec la segmentation de cinq neurones spécifiques, montrant comment les mêmes neurones peuvent traverser plusieurs fois un même plan. Les cercles mettent en évidence les petits fragments difficiles à voir. Le rectangle noir en haut à gauche indique la région montrée en a.
d. Reconstructions en maillage 3D des cinq neurones mis en évidence en c avec la plus grande zone montrée en c indiquée par le rectangle gris.
L'étude montre que les cerveaux humains, de souris et de mouches des fruits partagent une structure cellulaire similaire, proche d'un changement de phase. Ce constat pourrait transformer les modèles informatiques du cerveau. Les chercheurs ne savent pas encore exactement entre quelles phases le cerveau se situe, mais cette nouvelle information pourrait aider à mieux comprendre sa complexité.
En examinant des données de reconstructions 3D du cerveau, les chercheurs ont trouvé que ces échantillons montraient des propriétés physiques similaires à celles des aimants lorsqu'ils sont chauffés. Par exemple, la structure des neurones est fractale: les petites parties ressemblent à l'ensemble.
En utilisant des techniques de physique, les chercheurs ont mesuré la structure des neurones, révélant des motifs répétitifs et des tailles variées, signes typiques d'un état critique. Ces observations offrent une nouvelle perspective sur l'équilibre délicat du cerveau entre deux phases.
Les chercheurs ont trouvé que ces propriétés critiques sont les mêmes entre différentes espèces, suggérant un principe universel pour les structures cérébrales. Cela pourrait expliquer pourquoi des cerveaux différents partagent des principes fondamentaux similaires et aider à modéliser des réseaux neuronaux artificiels.
Les chercheurs prévoient d'examiner encore plus de données, y compris des sections plus larges du cerveau de différentes espèces, pour voir si ces découvertes restent vraies. Cela pourrait aider à créer des modèles simples pour mieux comprendre le cerveau et peut-être même inspirer de nouvelles technologies.