Le cerveau vieillissant bénéficie d'une expérience sensorielle persistante

Les scientifiques ont cru pendant des décennies que la plus grande partie du câblage du cerveau était établie au moment où une personne a atteint l'adolescence. Maintenant, une nouvelle étude publiée dans Neurone révèle que même à l'âge adulte, des changements dans les expériences sensorielles peuvent entraîner un rebranchement massif du cerveau.
Des chercheurs du Max Planck Florida Institute (MPFI) et de la Columbia University ont découvert que le recâblage implique des fibres qui fournissent un apport primaire au cortex cérébral, impliqué dans la cognition, la perception sensorielle et le contrôle moteur. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à de futures recherches sur le vieillissement et le remodelage cérébral.
Le premier auteur, le neuroscientifique MPFI Marcel Oberlaender, a déclaré:

"Cette étude renverse les croyances vieilles de plusieurs décennies selon lesquelles la majeure partie du cerveau est câblée avant une période critique qui se termine quand on est jeune adulte. En changeant la nature de l'expérience sensorielle, nous avons pu démontrer que le cerveau à un âge avancé, cela peut suggérer que si l'on cesse d'apprendre et de vivre de nouvelles choses à mesure que l'on vieillit, une quantité importante de connexions au sein du cerveau peut être perdue. "

Dans leur étude, les chercheurs ont examiné le cerveau de rats plus âgés, en se concentrant sur le thalamus, une zone du cerveau qui traite et transmet les informations des organes sensoriels au cortex cérébral. Les scientifiques ont cru pendant des années que les connexions entre le thalamus et le cortex seraient fixées au début de l'âge adulte. Cependant, les chercheurs ont observé que ce n'était pas le cas chez les animaux étudiés.
Étant donné que les rats sont nocturnes et dépendent de leurs moustaches en tant qu'organes sensoriels à explorer et à naviguer, ils constituent un modèle idéal pour déterminer si le cerveau peut être remodelé par des changements dans l'expérience sensorielle. Pour savoir si un recâblage important se produirait entre le thalamus et le cortex, les chercheurs ont simplement réduit les moustaches des rats, les empêchant ainsi de recevoir des données sensorielles importantes et fréquentes.

Ils ont découvert que les rats aux moustaches taillées avaient des axones altérés, c’est-à-dire des neurones ou des cellules nerveuses qui agissaient comme des câbles de fibres optiques transportant des impulsions sortantes, tandis que La découverte était significative étant donné que les rats étaient plus âgés, ce qui signifie que le recâblage se produit encore plus tard. De plus, les chercheurs ont observé que le recâblage avait eu lieu en quelques jours seulement.
Dr. Oberlaender a déclaré:

"Nous avons montré que la structure du cerveau des rongeurs est en constante évolution et que ce recâblage est façonné par une expérience sensorielle et une interaction avec l'environnement. Ces changements semblent durer toute la vie et peuvent concerner d'autres systèmes sensoriels et espèces. Nos découvertes ouvrent la possibilité de nouvelles pistes de recherche sur le développement du cerveau vieillissant en utilisant des études anatomiques quantitatives combinées à des technologies d’imagerie non invasives adaptées à l’homme, telles que l’IRM fonctionnelle (IRMf).

Les progrès récents des techniques d'imagerie et de reconstruction à haute résolution, que le Dr Oberlaender a contribué à développer en partie, ont permis à l'équipe de tracer automatiquement et de manière fiable les schémas de branchement fins et complexes des axones individuels dans tout le cerveau. Pour mettre les choses en perspective, les axones ont un diamètre typique inférieur au millième de millimètre.
Le Dr Oberlaender et le Dr. Bert Sakmann, lauréat du prix Nobel, font partie du groupe de neuroanatomie numérique du Max Planck Florida Institute qui se concentre sur l’anatomie fonctionnelle des circuits du cortex cérébral qui constituent la base de comportements simples (prise de décision, par exemple). Le développement le plus important du groupe est de développer une carte tridimensionnelle du cerveau des rongeurs. Cela fournira un nouvel aperçu de l'architecture fonctionnelle de zones corticales entières tout en offrant une meilleure compréhension mécanique de la perception et du comportement sensoriels.
Écrit par Petra Rattue