Le fonctionnement des neurones, les cellules du cerveau par où circule l'influx nerveux, reste mal connu. © Kateryna_Kon, Fotolia

Santé

Le cerveau serait dix fois plus actif que ce que l'on pensait

ActualitéClassé sous :cerveau , dendrite , neurone

En pleine Semaine du cerveau, une équipe de neurophysiologistes lâche une bombe dans ce domaine de recherche bouillonnant : les dendrites, ces prolongements du neurone que l'on assimilait à des fils électriques, participent sans doute au traitement de l'information. L'idée n'est pas nouvelle mais la preuve est faite et ces chercheurs ajoutent un fait nouveau : il y a aussi de l'analogique dans le travail cérébral.

  • Les dendrites génèrent des impulsions nerveuses qui s’ajoutent à celles du corps cellulaire.
  • Le phénomène était supposé mais pas confirmé.
  • Ces signaux sont numériques, comme on le pensait, mais varient aussi de façon analogique.
  • Le fonctionnement du neurone est donc plus complexe que ce que l’on pensait.

Faut-il réviser nos conceptions sur le fonctionnement des neurones du cerveau ? Oui, affirment des biologistes de l'Ucla (Université de Californie à Los Angeles), après une étude qui apporte du relief à la Semaine du cerveau. C'est le rôle des dendrites qui serait à revoir, expliquent-ils dans un article de Science.

Jusqu'ici, on pensait que l'influx nerveux prenait naissance dans le corps cellulaire du neurone, ou soma, pour se propager ensuite dans l'axone afin d'atteindre les dendrites des neurones suivants, en aval dans le sens de propagation du signal.

Les dendrites représentent 90 % du volume cérébral

En somme, les dendrites ne seraient que des conducteurs électriques. Cette vision, peut-être influencée par nos circuits électroniques (le processeur et ses connecteurs correspondant au soma et à ses dendrites), semble trop simpliste.

Les dendrites, ici colorées en vert, sont des prolongements cytoplasmiques qui entourent le corps cellulaire des neurones. © Shelley Halpain, UC San Diego

Les dendrites génèrent dix fois plus d’influx que le soma

L'équipe de l'Ucla, dirigée par la neurophysiologiste Mayank Mehta, a fait à peu près la même chose mais avec un soin supplémentaire : les électrodes ne viennent pas perforer les dendrites, ce qui altère le fonctionnement du neurone, selon ces chercheurs. Elles viennent simplement au contact. Le résultat fait plus que confirmer les précédents : les dendrites génèrent dix fois plus de signaux nerveux que les corps cellulaires !

Depuis plusieurs années, des indices laissaient penser que les dendrites peuvent générer aussi cet influx nerveux. En 2013, nous rapportions une expérience qui le montrait nettement. Des électrodes avaient été implantées dans le cerveau de souris jusqu'à venir toucher des dendrites et elles avaient bien détecté des « potentiels d'action », ces vagues de dépolarisation de la membrane qui constituent l'influx nerveux.

Loin d'être des câbles électriques, ces structures participeraient donc au travail du cerveau. Or, rappelle Mayank Mehta dans le communiqué de l’Ucla, les dendrites représentent 90 % du volume cérébral. « Savoir qu'elles sont beaucoup plus actives que le soma change fondamentalement notre compréhension de la manière dont le cerveau traite l'information. »

Il y a plus. Les mesures montrent que les dendrites produisent des influx modulés en amplitude (en volts), alors que les somas ne génèrent que des signaux identiques, donc une information binaire. Quelque chose d'analogique vient donc s'ajouter au travail du cerveau, où l'on ne voyait jusque-là que du numérique.

Selon elle, qui laisse aller son enthousiasme, les applications pourraient être médicales, avec des traitements contre des maladies neurologiques, voire informatiques, si ces idées nouvelles pouvaient améliorer les réseaux neuronaux. Sur le plan scientifique, ces résultats donnent d'abord une mesure de notre ignorance du fonctionnement du cerveau...