Les chercheurs découvrent de nouvelles règles de connectivité dans le réseau visuel du cerveau

Des chercheurs du Neuro-Electronics Research Flanders (NERF), dirigés par le professeur Vincent Bonin, ont publié deux études révélant comment les informations visuelles sont traitées et distribuées dans le cerveau. Les études révèlent la complexité et la flexibilité du traitement des informations visuelles dans le cerveau.

Le cortex visuel, une région clé pour l’interprétation et le traitement des informations visuelles, joue un rôle crucial dans la formation de ce que nous voyons. Vincent Bonin, professeur à la KU Leuven et chef de groupe au NERF, étudie les circuits neuronaux qui traitent les informations sensorielles.

“Nous considérons souvent le traitement visuel dans le cortex comme un processus simple et linéaire”, explique le professeur Bonin, “mais nos recherches montrent que le cortex fonctionne comme un réseau complexe avec des connexions finement réglées entre les régions, soutenant des fonctions visuelles spécialisées dans des zones cérébrales distinctes. “.

Ciblage vs diffusion

Dans une première étude publiée dans Biologie actuellele chercheur postdoctoral Xu Han a révélé comment les informations visuelles sont transmises à travers différentes régions interconnectées du cerveau.

En utilisant des techniques avancées d’imagerie et de traçage de circuits chez la souris, Han et Bonin ont identifié des voies qui canalisent sélectivement les signaux visuels vers des zones ciblées ou diffusent des informations à grande échelle dans plusieurs régions.

“Par exemple, les neurones du pulvinar et de certaines couches du cortex sont finement adaptés à leurs cibles, ce qui suggère un rôle dans la construction de représentations visuelles détaillées”, explique Han.

“En revanche, les neurones plus profonds semblent ignorer la spécificité de la cible, diffusant des informations visuelles similaires dans toutes les zones, peut-être pour coordonner une activité cérébrale plus large.” Ces résultats remettent en question la croyance de longue date selon laquelle les informations visuelles circulent de manière simple, étape par étape, révélant plutôt un réseau hautement dynamique et adaptable.

Calme ou excité

Dans la deuxième étude, publiée dans Rapports de cellulesBonin et le Dr Karolina Socha (maintenant à l’Université de Californie à Los Angeles) ont exploré comment le thalamus du cerveau, une station relais clé pour les signaux visuels, ajuste le traitement de l’information en fonction des états comportementaux.

Les chercheurs ont découvert que pendant une veille tranquille, les neurones du thalamus amplifient les signaux de mouvement d’arrière en avant, une transformation absente sous anesthésie ou lors d’une excitation accrue. En imaginant l’activité des neurones chez des souris éveillées, ils ont découvert que cette modulation est liée à des modifications de la taille de la pupille, marqueur de l’éveil.

“Des pupilles plus grandes ont coïncidé avec des réponses plus fortes aux mouvements d’arrière en avant, ce qui suggère que le thalamus intègre les entrées sensorielles au contexte comportemental pour donner la priorité à certains stimuli visuels”, explique Bonin. “Ces résultats démontrent comment le thalamus intègre le contexte comportemental pour façonner dynamiquement les représentations visuelles, modifiant ainsi la façon dont le mouvement est traité et hiérarchisé.”

Ensemble, les deux études représentent une étape majeure vers la création d’une « carte anatomique fonctionnelle » détaillée du système visuel du cerveau. “Comprendre ces voies et mécanismes nous permet de prédire et de manipuler le fonctionnement de la perception”, explique Bonin.

Ces résultats font progresser la recherche en neurosciences et sont prometteurs pour le développement d’interventions ciblées visant à moduler les fonctions cérébrales.