Resting fMRI functional connectivity reflects fluctuations in inhibitory interneuron activity
Des enregistrements simultanés d'IRMf et d'unités isolées chez les macaques révèlent que la connectivité fonctionnelle à l'état de repos reflète principalement l'activité de putatifs interneurones inhibiteurs, particulièrement une sous-classe spécifique présentant des corrélations à l'échelle du cerveau, plutôt que les signaux mixtes des neurones de projection excitateurs.
Article original placé dans le domaine public sous CC0 1.0 (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Imaginez le cerveau humain comme une ville immense et bouillonnante. Depuis longtemps, les scientifiques tentent de comprendre comment les différents quartiers de cette ville communiquent entre eux lorsqu'elle est « au repos » (sans effectuer de tâche spécifique). Ils utilisent une caméra spéciale appelée scanner IRMf, qui ne prend pas de photos des bâtiments eux-mêmes, mais mesure plutôt le flux sanguin. Lorsqu'un quartier devient très actif, davantage de sang s'y engouffre. En observant comment le flux sanguin dans une zone monte et descend en synchronisation avec une autre, les scientifiques cartographient les « réseaux d'amitié » de la ville. C'est ce qu'on appelle la connectivité fonctionnelle.
Cependant, il y avait un grand mystère : Qui cause exactement ces vagues de flux sanguin ? Est-ce que ce sont les principaux travailleurs de la ville (les neurones excitateurs) ou les contrôleurs de trafic et les gardiens de la paix (les interneurones inhibiteurs) ?
Pour résoudre cela, des chercheurs sont allés dans le cerveau d'un singe (un proche parent de l'humain) et ont fait quelque chose de très astucieux. Ils ont installé deux choses en même temps :
- La caméra IRMf surveillant le flux sanguin.
- De minuscules microphones (électrodes) écoutant les conversations individuelles de milliers de cellules cérébrales.
Une fois qu'ils ont obtenu ces données, ils ont trié les cellules cérébrales en deux groupes principaux basés sur la forme de leurs « voix » (leurs signaux électriques) :
- Les Neurones Excitateurs (Les Principaux Travailleurs) : Ce sont les cellules qui envoient habituellement des messages à d'autres parties du cerveau.
- Les Interneurones Inhibiteurs (Les Contrôleurs de Trafic) : Ce sont les cellules qui calment généralement les choses ou empêchent les signaux d'aller trop vite.
Voici ce qu'ils ont découvert, en utilisant une analogie simple :
Considérez le signal de flux sanguin de l'IRMf comme un battement de tambour géant et rythmé que toute la ville semble suivre.
Les Principaux Travailleurs (Neurones Excitateurs) : Lorsque les chercheurs ont écouté ces cellules, le résultat était mitigé. Environ la moitié d'entre elles marchaient au rythme du tambour (leur activité augmentait quand le flux sanguin augmentait), mais l'autre moitié marchait dans la direction opposée (leur activité diminuait quand le flux sanguin augmentait). Elles étaient éparpillées, ne se synchronisant pas de manière cohérente avec le grand battement de tambour.
Les Contrôleurs de Trafic (Interneurones Inhibiteurs) : Ils étaient très différents. Chacun d'entre eux marchait parfaitement en cadence avec le battement de tambour. Quand le flux sanguin augmentait, ces cellules devenaient plus actives. Plus surprenant encore, un type spécifique de ces contrôleurs était si bien synchronisé que son rythme correspondait parfaitement au modèle « à l'échelle de la ville ». Leur activité ressemblait exactement aux cartes que les scientifiques dessinaient depuis des années en utilisant la caméra IRMf.
L'essentiel :
L'étude conclut que si les « Principaux Travailleurs » (neurones excitateurs) sont probablement ceux qui assurent les communications à longue distance entre les différentes régions du cerveau, ce sont les Contrôleurs de Trafic (interneurones inhibiteurs) qui pilotent principalement le rythme et les fluctuations que la caméra IRMf observe réellement.
En d'autres termes, si vous observez l'« état de repos » du cerveau via une caméra IRMf, vous ne voyez pas seulement les principaux travailleurs discuter ; vous voyez principalement les contrôleurs de trafic qui maintiennent le rythme de toute la ville. Le « battement de cœur » du réseau au repos du cerveau est le pouls de ces cellules inhibitrices.
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