Functional dissociation of place and spatial view codes in primate hippocampus
Cette étude démontre que l'hippocampe du primate contient des populations distinctes et coexistantes de cellules de position, de vue et conjonctives, résolvant ainsi le débat sur les différences d'espèces en montrant que des codes de lieu robustes, similaires à ceux des rongeurs, existent chez les primates mais ont été précédemment négligés en raison de facteurs méthodologiques et liés à la tâche.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 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 que votre cerveau soit un GPS ultra-perfectionné, mais qu'au lieu de simplement vous dire « vous êtes ici », il essaie de comprendre exactement ce que vous regardez pendant que vous y êtes. Pendant des décennies, les scientifiques se sont disputés pour savoir comment ce GPS fonctionne chez différents animaux. Chez le rat, le système semble être entièrement axé sur le « lieu ». Si un rat se rend à un endroit précis dans un labyrinthe, un petit groupe de cellules cérébrales s'illumine comme un lampadaire, disant : « Nous sommes à l'angle de la rue Main et de la rue Elm ! » C'est la célèbre « cellule de lieu ». Mais quand les scientifiques ont observé les singes et les humains, l'histoire semblait différente. Parce que les primates ont des yeux incroyables et adorent regarder autour d'eux, de nombreux chercheurs pensaient que le GPS de notre cerveau était en fait une « cellule de vue ». Dans cette perspective, le cerveau ne se soucie pas de l'endroit où se trouvent vos pieds ; il se soucie seulement de ce que vos yeux voient. Si vous restez immobile et regardez un arbre, les mêmes cellules s'activent que si vous marchiez vers lui. Cela a créé un grand débat : les rats et les singes utilisent-ils des cartes totalement différentes, ou le cerveau du singe cache-t-il simplement ses signaux de « lieu » derrière tout ce regard tourné vers l'extérieur ?
Ce document est comme une histoire de détective qui résout enfin le mystère en construisant une meilleure caméra pour le cerveau. Les chercheurs, dirigés par Inah Lee et Joonyeol Lee, voulaient voir si les singes possèdent réellement ces classiques « cellules de lieu » ou s'il s'agit simplement de « cellules de vue » déguisées. Pour ce faire, ils n'ont pas seulement regardé des singes marcher ; ils ont placé deux macaques rhésus dans un jeu vidéo en réalité virtuelle. Les singes étaient assis dans une chaise, maintenaient leur tête immobile et utilisaient un joystick pour descendre en zoomant le long d'une longue piste droite dans deux mondes très différents : une Forêt luxuriante et une Ville animée. Tout au long du parcours, ils devaient s'arrêter et choisir le bon objet pour obtenir une récompense d'eau, ce qui les obligeait à prêter une attention particulière à leur environnement. Les scientifiques ont enregistré les étincelles électriques de cellules cérébrales individuelles dans l'hippocampe (le centre de la mémoire et de la navigation du cerveau) tout en suivant simultanément exactement où les yeux des singes regardaient.
Voici le rebondissement : les scientifiques ont utilisé un tour de magie mathématique sophistiqué (un Modèle Linéaire Généralisé) pour séparer le signal « où je suis » du signal « ce que je vois ». Avant cela, il était difficile de les distinguer car, lorsque vous descendez une piste, votre emplacement et votre vue changent généralement ensemble. Mais en les démêlant mathématiquement, ils ont découvert quelque chose de surprenant. Le cerveau du singe n'est pas l'un ou l'autre ; c'est une ville bouillonnante avec trois types de quartiers différents.
Premièrement, ils ont trouvé des Cellules de Position. Ce sont les classiques « cellules de lieu » que nous connaissons chez le rat. Environ 42 % des neurones qu'ils ont étudiés agissaient comme celles-ci. Elles s'activaient lorsque le singe se trouvait à un endroit spécifique sur la piste, peu importe ce que le singe regardait. Ces cellules étaient stables, ce qui signifie qu'elles s'activaient au même endroit chaque fois que le singe parcourait la piste. Elles montraient également un « remappage », ce qui revient à changer les noms des rues d'un quartier lorsque le singe passait de la Forêt à la Ville. Si une cellule s'activait au « début de la piste » dans la Forêt, elle pourrait s'activer à la « fin de la piste » dans la Ville. Cela prouve que le cerveau du singe possède une carte solide basée sur la localisation, tout comme celle du rat.
Deuxièmement, ils ont trouvé des Cellules de Vue. Celles-ci constituaient environ 50 % des neurones. Ces cellules ne se souciaient pas de l'endroit où se trouvait le corps du singe ; elles s'activaient uniquement lorsque les yeux du singe regardaient une partie spécifique du monde virtuel. Si le singe regardait un arbre sur la gauche, ces cellules s'allumaient, même si le singe se tenait au milieu de la piste. Ces cellules étaient excellentes pour cartographier le monde visuel, créant une image stable de ce que le singe voyait.
Troisièmement, et de manière plus intéressante encore, ils ont trouvé des Cellules Conjontives. C'étaient les « multitâcheurs », représentant 25 % des neurones. Ces cellules étaient des hybrides, s'activant uniquement lorsque le singe était dans un lieu spécifique et regardait une vue spécifique. Elles combinaient le « où » et le « quoi » en un seul signal complexe.
L'article suggère que pendant longtemps, les scientifiques ont manqué les « cellules de lieu » chez les singes parce qu'ils ne cherchaient pas assez attentivement à séparer le « où » du « quoi ». Ce n'est pas que les singes ne possèdent pas de cellules de lieu ; c'est que la tâche et l'environnement dans les études précédentes auraient pu rendre le signal de la « vue » si fort qu'il a étouffé le signal du « lieu ». En utilisant un jeu de réalité virtuelle riche et détaillé ainsi qu'un modèle mathématique capable d'isoler les deux signaux, les chercheurs ont montré que l'hippocampe des primates est en fait un système hybride. Il détient une carte robuste de votre emplacement, une image claire de ce que vous voyez, et un groupe spécial de cellules qui combinent les deux. Ainsi, la prochaine fois que vous marcherez dans une rue et reconnaîtrez un bâtiment, votre cerveau fera les deux : il saura exactement où se trouvent vos pieds, et il saura exactement ce que vos yeux voient, tout cela en même temps. Le débat n'est pas de savoir lequel a raison, mais de comprendre comment le cerveau utilise les deux pour naviguer dans notre monde complexe.
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