Les neuroscientifiques disent avoir trouvé une toute nouvelle forme de communication neuronale

Les scientifiques pensent avoir identifié une forme de communication neuronale jusque-là inconnue qui se propage automatiquement dans les tissus cérébraux et peut basculer sans fil de neurones d’une section à l’autre du cerveau, même s’ils ont été sectionnés chirurgicalement.

Cette découverte offre de nouvelles perspectives radicales sur la façon dont les neurones peuvent communiquer les uns aux autres, par le biais d’un processus mystérieux qui n’est pas lié aux mécanismes conventionnellement compris, comme la transmission synaptique, le transport axonal et les jonctions communicantes.

“Nous ne connaissons pas encore la partie ‘Et alors’ de cette découverte”, explique Dominique Durand, ingénieur neuronal et biomédical de la Case Western Reserve University.

“Mais nous savons qu’il s’agit d’une toute nouvelle forme de communication dans le cerveau, alors nous sommes très excités.”

Auparavant, les scientifiques savaient déjà que la communication neuronale ne se limitait pas aux connexions susmentionnées qui ont été étudiées en détail, comme la transmission synaptique.

Par exemple, les chercheurs savent depuis des décennies que le cerveau présente des ondes lentes d’oscillations neurales dont nous ne comprenons pas le but, mais qui apparaissent dans le cortex et l’hippocampe lorsque nous dormons, et sont donc supposées jouer un rôle dans la consolidation de la mémoire.

“La pertinence fonctionnelle de ce rythme réseau lent découplé en entrée et en sortie reste un mystère”, explique le neuroscientifique Clayton Dickinson de l’Université de l’Alberta, qui n’a pas participé à la nouvelle recherche mais en a discuté dans un article de perspective.

“Mais elle sera probablement résolue par une élucidation des mécanismes cellulaires et intercellulaires qui l’ont engendrée.”

À cette fin, Durand et son équipe ont étudié la lenteur de l’activité périodique in vitro, en étudiant les ondes cérébrales dans des tranches de l’hippocampe extraites de souris décapitées.

Ce qu’ils ont découvert, c’est que la lenteur de l’activité périodique peut générer des champs électriques qui, à leur tour, activent les cellules voisines, constituant une forme de communication neuronale sans transmission synaptique chimique ni jonctions de séparation.

“Nous connaissons ces ondes depuis longtemps, mais personne ne connaît leur fonction exacte et personne ne croyait qu’elles pouvaient se propager spontanément”, a dit Durand.

“J’étudie l’hippocampe, une petite partie du cerveau, depuis 40 ans et ça me surprend toujours.”

Cette activité neuronale peut en fait être modulée – renforcée ou bloquée – en appliquant des champs électriques faibles et pourrait être une forme analogique d’une autre méthode de communication cellulaire, appelée transmission éphaptique.

La découverte la plus radicale de l’équipe a été que ces champs électriques peuvent activer les neurones par l’intermédiaire d’un trou complet dans le tissu cérébral sectionné, lorsque les deux pièces demeurent à proximité physique.

“Pour s’assurer que la tranche a été complètement coupée, les deux morceaux de tissu ont été séparés puis rejoints tandis qu’un espace libre a été observé sous le microscope chirurgical”, expliquent les auteurs dans leur article.

“La lente activité périodique de l’hippocampe pourrait en effet générer un événement de l’autre côté d’une coupe complète à travers toute la tranche.”

Si vous pensez que c’est bizarre, vous n’êtes pas le seul. Le comité de révision du Journal of Physiology – dans lequel la recherche a été publiée – a insisté pour que les expériences soient terminées de nouveau avant d’accepter d’imprimer l’étude.

Durand et son équipe s’y sont conformés consciencieusement, mais ils ont une bonne compréhension de la prudence, tout compte fait, étant donné la bizarrerie sans précédent de l’observation qu’ils rapportent.

“C’était un moment bouleversant pour nous et pour tous les scientifiques qu’on a racontés jusqu’à présent.”

“Mais chaque expérience que nous avons faite depuis pour le tester l’a confirmé jusqu’ici.”

Il faudra beaucoup plus de recherches pour déterminer si cette forme bizarre de communication neuronale se produit dans le cerveau humain – sans parler du décodage de sa fonction exacte – mais pour l’instant, nous avons une nouvelle science qui est choquante à bien des égards, comme Dickson l’observe adroitement.

“Bien qu’il reste à voir si les [résultats] sont pertinents pour les rythmes lents spontanés qui se produisent dans les tissus corticaux et hippocampiques in situ pendant le sommeil et les états semblables au sommeil”, a écrit Dickson, “ils devraient probablement (et littéralement) électriser le champ”.

Les résultats sont publiés dans The Journal of Physiology.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche