CERVEAU

Notre cerveau possède un GPS intégré !

neurones grille
Lorsqu'un rat (ou un homme) se déplace dans un environnement ouvert, ses « neurones-grille » s’activent régulièrement. Les points rouges ci-dessus représentent les endroits où les neurones-grille d'un rat se sont activés au cours de l'exploration d'un espace de forme carrée. En reliant ces points, une sorte de grille dotée d'un maillage triangulaire apparaît...
Des neurologues américains ont identifié un nouveau type de cellules neuronales, qui nous permettent de garder en mémoire notre position lorsque nous déplaçons dans un environnement inconnu.

Garder la mémoire de notre position dans un environnement que nous ne connaissons pas, et ce sans disposer de la moindre carte ? Une telle prouesse est possible, et ce grâce à des neurones bien spécifiques appelés « neurones grille ».

Pour mettre au jour l'existence de ces neurones chez l’Homme, le neurologue américain Joshua Jacobs et ses collègues de l'Université de Drexel et de l'Université de Pennsylvanie (États-Unis) ont analysé l'activité cérébrale de 14 volontaires jouant à un jeu vidéo. Le principe de ce jeu ? Il s'agissait de se déplacer à l'aide d'un vélo dans un environnement ouvert, afin de récupérer des objets situés en divers endroits de cet environnement. Une fois tous les objets récupérés, le joueur retournait automatiquement à son point de départ, au centre de l'écran : il lui fallait alors retourner là où les objets avaient précédemment été trouvés… mais sans que ces derniers ne soient visibles.

Une mission dont les participants se sont, pour la plupart, parfaitement acquittés. En analysant l'activité neuronale des participants durant cette phase, les neurologues américains ont pu mettre en évidence que cette performance avait été permise par l'activité de neurones bien spécifiques : les « neurones-grille ».   

Comment fonctionnent ces neurones-grilles ? Pour comprendre, imaginons un homme en train d'explorer un endroit qui ne connaît pas. Au cours de ses déplacements, les neurones-grille de cet homme vont régulièrement s'activer. Nous décidons alors de cartographier les emplacements géographiques où ces neurones-grille s’activent pendant les déplacements de l’individu : ces emplacements géographiques vont progressivement former des "grappes" de points. Or, en reliant ces grappes de points les unes aux autres, une sorte de maillage constitué de triangles équilatéraux apparaît alors… (voir l’image ci-dessus, obtenue au cours d'une expérience de ce type menée sur des rats). Et c'est précisément ce maillage de triangles équilatéraux qui permettra à l'homme de mémoriser l'emplacement des lieux par lesquels il est passé…

Si la découverte de neurones-grille est une première chez l'homme, il faut en revanche signaler que l’existence de ces neurones avait déjà été démontrée chez le rat.  L’une des études les plus marquantes en la matière est un article publié en 2011 dans la revue Science, sous le titre « The Spatial Periodicity of Grid Cells Is Not Sustained During Reduced Theta Oscillations ».

Signalons enfin que l’existence des neurones-grille avait été prédite dès 1996 par le neurologue américain William H. Calvin, dans un ouvrage intitulé « The Cerebral Code ».


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