Selon une étude menée par Jerry Sejnowski, neuroscientifique du Salk Institute à La Jolla, en Californie (États-Unis), la capacité de stockage du cerveau pourrait être 10 fois supérieure aux estimations précédentes ! "L'équivalent d'au moins 1 pétaoctet (10 puissance 15). "Nous avons découvert la clé permettant de comprendre comment les neurones de l'hippocampe fonctionnent en utilisant peu d'énergie, même à pleine puissance", souligne l'étude.
Grâce à l'analyse de tissus cérébraux de rats, l'équipe de recherche a reproduit en 3D une petite partie de l'hippocampe, région jouant un rôle fondamental dans la mémoire. Une infime partie même, puisque la zone reconstituée fait à peine la taille d'un globule rouge, soit quelques micromètres.
Chaque neurone peut avoir des milliers de synapses, le connectant à de milliers d'autres cellules. Cette reconstitution 3D a permis aux chercheurs de remarquer une activité inhabituelle pour 10 % des connexions synaptiques : un seul axone ("tête" du neurone) formé de deux synapses touche un seul dendrite ("queue" du neurone) d'un deuxième neurone, et non deux dendrites, ce qui signifie qu'un neurone envoie un double message à un deuxième neurone.
Afin de mesurer la différence de taille entre cette paire de synapses utilisées par le neurone pour envoyer son double message, les chercheurs ont poussé la reconstitution des connectivités neuronales à un niveau nanomoléculaire, à l'aide d'une microscopie de pointe et d'algorithmes de calculs poussés. "Nous avons été surpris de constater que la différence dans les tailles des paires de synapses étaient très petites, environ 8 % de différence de taille seulement", explique Tom Bartol, co-auteur de l'étude. "Personne n'imaginait une si petite différence." En fait, il n'existe pas 3 catégories de synapses, mais 26 selon ces travaux !
Ces travaux expliqueraient pourquoi notre cerveau, qui génère une puissance continue d'environ 20 watts (l’équivalent d’une ampoule basse consommation), parvient à stocker autant d'informations avec si peu d’énergie.
Enfin, les calculs des chercheurs suggèrent que les synapses changent de taille et de capacité en fonction des transmissions neuronales. La réception de 1.500 transmissions réduit la taille des synapses, ce qui prend une vingtaine de minutes, tandis que quelques centaines ont tendance à les agrandir, ce qui prend une à deux minutes. "Cela signifie que toutes les 2 à 20 minutes, vos synapses grandissent ou rétrécissent. Elles s'adaptent en fonction des signaux reçus", résume Tom Bartol.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
