Le mécanisme de formation des cartes visuelles dans le cerveau enfin élucidé
Publié par Adrien le 28/03/2017 à 00:00
Source: CNRS-INSB
La perception visuelle est le fruit d'un processus complexe d'analyse des informations qui requiert l'organisation précise de connections nerveuses. L'équipe de Michael Reber, à l'Institut des neurosciences cellulaires et Intégratives, en collaboration avec le département de mathématiques de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Cambridge et le département de neurobiologie moléculaire du Salk Institute (San Diego), a mis à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale)...) et modélisé un mécanisme, jusque-là insoupçonné, de formation et d'alignement des cartes visuelles au sein d'une structure du 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 la motricité...), le colliculus supérieur, qui contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) l'attention visuelle. Ces travaux publiés le 14 mars 2017 dans la revue eLife, ouvrent de nouvelles perspectives dans l'étude de la formation des connections nerveuses sensorielles.


Figure: Les projections de la rétine (en rouge) et du cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) visuel V1 (en vert) convergent ( en astronautique, convergent en mathématiques, suite convergente série convergente ) vers le colliculus supérieur (ici en coupe sagittale) et s'alignent.
© M. Reber.

La perception visuelle est le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La...) d'un processus complexe d'intégration et de computation des informations visuelles par le cerveau. Ces informations sont transférées au cerveau par un type de cellules rétiniennes, les cellules ganglionnaires, via le nerf (En neuroanatomie, au sein du système nerveux , périphérique et central, un nerf désigne un regroupement d'axones, myélinisés ou non, issus de...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.). Ces cellules se connectent au cerveau suivant un motif précis, appelé cartes rétinotopiques, indispensable au traitement des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) visuelles. Un défaut dans ce traitement, conséquence d'une altération ou d'un réarrangement de la rétinotopie, peut conduire à des conséquences délétères tant physiologiques que comportementales.

L'équipe de Michael Reber se focalise sur la caractérisation des mécanismes complexes contrôlant la formation de ces cartes rétinotopiques. Les chercheurs ont mis à jour un mécanisme de formation et d'alignement des cartes rétinotopiques dans une structure du cerveau appelé le colliculus supérieur, chargé du contrôle de l'attention visuelle. En perturbant la signalisation d'une famille de molécules membranaires dans la rétine, les éphrines-A, ils ont démontré que ces molécules étaient transférées dans le colliculus supérieur via les projections rétiniennes, pour contrôler l'alignement rétinotopique sur celles-ci des projections provenant du cortex visuel V1, maintenant ainsi la relation géométrique visuelle entre la rétine et le cortex visuel. Cet alignement rétinotopique des projections du cortex visuel V1 sur celles provenant de la rétine est absolument nécessaire pour permettre une attention visuelle efficace.

En plus de l'identification de ce mécanisme, les chercheurs ont modélisé ce phénomène par un algorithme mathématique (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les...) qui permet la prédiction de la formation des cartes rétinotopiques dans le colliculus supérieur.

Ce mécanisme, jusque-là insoupçonné, ainsi que l'algorithme, pourraient revêtir un caractère général et représenter un principe fondamental dans la formation des connections nerveuses sensorielles.
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