Décoder les secrets de l'équilibre

Une nouvelle étude menée par Corentin Massot, un postdoctorant du Département de physiologie et Adam Schneider, un doctorat. étudiant au Département de physique, a développé une nouvelle compréhension de la façon dont le cerveau traite l’information de l’oreille interne, ce qui donne de l’espoir à ceux qui en souffrent. vertige. Les personnes qui souffrent de symptômes de dysfonctionnement vestibulaire, tel que le vertige et le vertige, rencontrer de nombreux défis. Si vous avez déjà regardé au bord d'une falaise et que vous avez eu des vertiges, vous comprenez leurs difficultés.
Plus de 70 millions de personnes en Amérique du Nord souffrent de cette maladie. Les personnes ayant une perte vestibulaire ont de la difficulté à effectuer les activités de la vie quotidienne nécessaires (manger, s'habiller, entrer et sortir du lit, se déplacer dans la maison et sortir), car même tourner légèrement la tête peut chute.
On sait qu'un système sensoriel dans l'oreille interne, appelé système vestibulaire, nous aide à garder notre équilibre en maintenant le champ visuel stable lorsque nous nous déplaçons. Les scientifiques ont déjà développé des connaissances de base sur la façon dont le cerveau forme nos perceptions de nous-mêmes en mouvement. Mais jusqu'à présent, personne n'a compris l'étape la plus importante par laquelle les neurones du cerveau sélectionnent les informations nécessaires pour nous maintenir en équilibre.
L'information prise et décodée par le cerveau, envoyée par les neurones de l'oreille interne, se fait de manière complexe. Les neurones sensoriels vestibulaires périphériques de l'oreille interne prennent en compte dans le temps les stimuli de vitesse et d'accélération variables dans le monde extérieur (par exemple, rouler dans une voiture qui passe d'une position stationnaire à 50 km / h). Des informations détaillées sur ces stimuli (informations permettant de reconstruire l'évolution des stimuli dans le temps), sous la forme de l'influx nerveux, sont transmises par ces neurones.
On croyait auparavant que le cerveau décodait linéairement cette information, essayant de reconstituer la séquence temporelle des stimuli d'accélération et de vitesse. Cependant, deux professeurs du Département de physiologie de l'Université McGill, Kathleen Cullen et Maurice Chacron, ont combiné des approches électrophysiologiques et informatiques et ont pu montrer que les neurones, dans les noyaux vestibulaires du cerveau, décodent de manière non linéaire les informations entrantes lorsqu'ils réagissent à des changements imprévus. en stimuli.
A chaque étape de ce parcours sensoriel, nos représentations dans le monde extérieur changent. Par exemple, les neurones trouvés dans le système visuel plus près de la périphérie du système sensoriel (tels que les cellules ganglionnaires de la rétine) répondent généralement à une grande variété de stimuli sensoriels (un code "dense"), contrairement aux neurones centraux à l'arrière de la tête) qui répondent généralement beaucoup plus sélectivement (un code «rare»). La transmission sélective des informations vestibulaires, que Chacron et Cullen ont documentées pour la première fois, se produisent dès la première synapse dans le cerveau.
Cullen a déclaré:

"Nous avons pu montrer que le cerveau avait développé cette stratégie informatique très sophistiquée pour représenter des changements soudains de mouvements afin de générer des réponses rapides et précises et de maintenir l’équilibre. Je le décris comme élégant, car c’est vraiment ce qui me frappe."

Comme ce type de sélectivité en réponse améliore la perception par le cerveau de changements inattendus dans la posture du corps, il est important pour la vie quotidienne. Par exemple, si vous quittez une bordure que vous n'avez pas vue, votre cerveau est capable, en l'espace de quelques millisecondes, de recevoir les informations nécessaires et d'effectuer les calculs sophistiqués indispensables pour vous aider à réajuster votre position.

Les chercheurs espèrent que cette découverte s’appliquera à d’autres systèmes sensoriels et éventuellement au développement de meilleurs traitements pour les patients souffrant d'étourdissements, de vertiges et de désorientation pendant leurs activités quotidiennes. Cette découverte peut également mener à des traitements qui aideront à réduire les symptômes associés au mouvement et / ou à la maladie de l'espace qui surviennent dans des environnements plus difficiles.
Écrit par Sarah Glynn