Des chercheurs de l’Institut Neuro-X de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) viennent de découvrir que les connexions neuronales entre les différentes régions du cerveau se font différemment chez l’homme et chez les autres mammifères. Alors que chez la souris et les autres primates, les connexions d’un neurone A à un neurone B dans une autre région du cerveau se font généralement via une seule voie, chez l’homme, elles empruntent plusieurs chemins pour relier ces deux neurones.
Cette découverte a été faite par l’équipe du neuroscientifique Enrico Amico, qui avait déjà révélé en 2021 que les connexions neuronales de chaque personne sont uniques, permettant de nous identifier comme avec nos empreintes digitales. Cette fois, les chercheurs ont comparé les connectomes (l’ensemble des connexions neuronales) d’humains, de macaques et de souris, notamment pour évaluer comment l’information se transmet d’une région à une autre du cerveau. Il s’agit souvent de connexion entre neurones qui ne sont pas voisins et qui doivent donc relayer leur message via des neurones intermédiaires. Les scientifiques ont analysé des IRM fonctionnelles (IRMf, qui permet de visualiser l’activité cérébrale) de 100 personnes en bonne santé, neuf macaques et dix jeunes souris en bonne santé (animaux non anesthésiés).
Ainsi, ils ont identifié les différentes voies neuronales possibles dans ces cerveaux. Ensuite, ils ont utilisé un modèle informatique qui estime la plausibilité de chacune de ces voies, en tenant compte du fait que l’information a tendance à se perdre à mesure qu’elle progresse dans les neurones d’une voie neuronale. Les chercheurs ont donc vérifié chacune des voies en mesurant l’activité neuronale le long de ces voies, pour estimer si l’information envoyée par le neurone A est bien celle reçue par le neurone B. Car si au cours du trajet, l’activité augmente au lieu de faiblir, il s’agit probablement d’un autre signal.
L’équipe de l’EPFL a identifié toutes les voies neuronales dans le cerveau de ces trois espèces, mettant en évidence une différence significative entre l’homme et les autres mammifères étudiés. Chez la souris et le macaque, la majorité de ces voies reliant deux neurones distants étaient uniques, c’est-à-dire que l’information transmise du neurone A au neurone B passait toujours par les mêmes neurones intermédiaires. Alors que chez l’humain, ces transmissions d’informations empruntaient plus souvent des chemins différents pour aller du neurone A au neurone B.
Ces voies parallèles impliquaient principalement des connexions entre les régions cérébrales impliquées dans les sens et l’attention et celles liées à la prise de décision et à l’introspection. Selon les auteurs, cette redondance neuronale pourrait représenter une forme plus complexe de transmission d’informations. « Ces chemins d’information parallèles pourraient permettre plusieurs représentations de la réalité et la capacité d’accomplir des fonctions abstraites, capacité propre à l’humain », souligne Aessandra Griffa, première auteure de l’étude. La multiplication des voies neuronales parallèles chez l’humain aurait pu être facilitée par l’hypertrophie rapide du cerveau au cours des derniers millions d’années chez notre espèce et nos plus proches ancêtres : notre cerveau a triplé de taille depuis nos ancêtres australopithèques (comme la célèbre Lucy, environ 4 millions d’années). Cet élargissement a entraîné une expansion très rapide des régions cérébrales impliquées dans la prise de décision et l’introspection, ce qui aurait multiplié les chemins menant à ces régions.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
