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La «boussole» du cerveau continue de fonctionner pendant le sommeil
Des études antérieures ont montré que le cerveau des mammifères contient une boussole interne comprenant des cellules dirigées vers la tête dont le modèle d'activité change lorsque la tête pointe dans une direction particulière. Maintenant, une nouvelle étude de souris montre que ces cellules sont tout aussi actives pendant le sommeil.
De nouvelles recherches suggèrent que le cerveau continue à travailler sur le sens de l'orientation pendant le sommeil.
Dans le journal Neuroscience de la natureDes chercheurs du NYU Langone Medical Center, à New York, décrivent comment ils ont découvert que les cellules de la tête chez la souris sont aussi actives électriquement pendant le sommeil profond que lorsque les animaux sont réveillés.
Une autre découverte surprenante a été que, lorsque les souris bougeaient leur tête pendant le sommeil, les neurones de la direction de la tête présentaient les mêmes schémas de tir que lorsqu'ils recevaient des indices de vision et d'équilibre à l'état de veille.
Les chercheurs disent que c'est comme si la "boussole interne" dans le cerveau des animaux continuait à coder pour la direction "virtuelle" de leur regard pendant le sommeil.
L'équipe pense que cette découverte pourrait mener à de nouveaux traitements pour les troubles cérébraux et nerveux, comme la maladie d'Alzheimer, où le système de navigation est l'un des premiers à se détériorer.
Le cerveau continue de travailler sur le sens de l'orientation pendant le sommeil
Gyorgy Buzsaki, chercheur principal et professeur de sciences neurales à l'université de New York Langone et son institut de neuroscience, a déclaré:
"Nous savons depuis longtemps que le cerveau est au travail pendant le sommeil. Mais maintenant, nous savons comment cela fonctionne dans l'un des sens apparemment plus simples - l'orientation de la tête - ou notre perception de l'endroit où nous regardons."
Il explique qu'obtenir un sens de l'orientation est une partie essentielle du système de navigation du cerveau et qu'il peut réinitialiser notre "compas interne" et ses cartes en un instant, par exemple lorsque nous nous réorientons après avoir quitté le métro. .
Pour leur étude, le professeur Buzsaki et ses collègues ont comparé l'activité des neurones de la tête dans les régions du noyau thalmique antéro-dorsal et du postsibiculum du cerveau des souris pendant divers états de sillage et de sommeil.
Ils ont passé deux ans à filmer les mouvements de la tête des souris et à enregistrer l'activité des neurones de la tête dans les deux régions du cerveau pendant leur sommeil et leur navigation dans différents environnements.
Ils ont constaté que pendant le sommeil à mouvements oculaires rapides (REM), l'activité de tir des neurones de la tête dans et entre les deux zones cérébrales - l'équivalent de l'aiguille de la boussole - se déplaçait à la même vitesse que pendant l'éveil.
Chez les humains, le sommeil paradoxal est connu pour être une étape du sommeil lorsque des rêves intenses se produisent et au cours desquels l'activité électrique est pratiquement impossible à distinguer de celle du réveil.
Les chercheurs ont également constaté que pendant les périodes de sommeil lent - souvent appelées sommeil profond - l'accélération était dix fois plus rapide que si les souris tournaient la tête 10 fois plus rapidement éveillé.
Le cerveau «explore et coordonne activement» même lorsqu'il est dégagé de l'environnement
Le professeur Buzsaki dit que découvrir que les neurones de la direction de la tête coordonnent leur activité pendant le sommeil suggère que quelque chose se passe dans le cerveau qui remplace les changements du regard de l'animal lorsqu'il navigue lorsqu'il est éveillé. Le cerveau explore et coordonne activement même lorsqu'il est dégagé de l'environnement.
Il estime que les résultats confirment son point de vue selon lequel le cerveau des mammifères recherche activement des intrants sensoriels - ils n'attendent pas passivement de les recevoir. Le sens actif de la directivité de la tête qu'ils ont observé chez les souris pendant leur sommeil en est un bon exemple.
L'auteur principal, le Dr Adrien Peyrache, stagiaire postdoctoral au laboratoire de Buzsaki, déclare:
"L'activité coordonnée pendant la majeure partie du sommeil représente probablement une consolidation des lieux, des événements et des heures, une sorte de système de sauvegarde de la navigation dans le cerveau, au cours duquel le cerveau stocke une carte en mémoire."
L'équipe prévoit de déterminer si une activité neuronale similaire se produit lors de comportements plus complexes dans d'autres parties du cerveau de la souris. Ils veulent également savoir s'il est possible de contrôler et de prédire électriquement la direction de la tête et la navigation.
L'étude a été financée par des bourses et des bourses des Instituts nationaux de la santé, de la National Science Foundation, du Human Frontier Science Program et de l'Organisation européenne de biologie moléculaire.
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