Câblage précoce du cerveau influencé par l'activité spontanée des cellules

ParisLa connectivité cérébrale débute bien avant la naissance. Une étude récente publiée dans Science par des chercheurs de Yale a révélé que le développement précoce du cerveau est orienté par une activité cellulaire spontanée. Cette découverte aide à comprendre comment les neurones commencent à établir des connexions sans aucune entrée sensorielle.

Des chercheurs ont examiné les cellules ganglionnaires rétiniennes chez des souris nouveau-nées. Ces cellules, qui s'étendent à partir de la rétine, établissent des connexions avec les neurones du colliculus supérieur. Avant que les souris n'ouvrent les yeux, l'étude a démontré l'impact de l'activité spontanée sur la ramification des axones.

Principaux points essentiels :

• Lorsque l'activité synchrone se produit entre une cellule ganglionnaire rétinienne et ses voisines, cela favorise la ramification des axones.
• En revanche, une activité non synchrone entraîne l'élimination des branches axonales.
• De tels schémas d'activité spontanée sont courants dans divers circuits neuronaux, bien au-delà de la rétine.

La règle de Hebb est une notion fondamentale en neuroscience selon laquelle les neurones qui s'activent simultanément établissent des connexions. Initialement associée à l'apprentissage et la mémoire, cette règle est désormais également pertinente pour le développement précoce du cerveau.

Ces découvertes pourraient nous aider à comprendre les troubles neurodéveloppementaux tels que l’autisme et la schizophrénie, lesquels sont associés à des problèmes survenant lors du développement précoce du cerveau. Si l'activité cérébrale naturelle est cruciale pour la formation des connexions, des perturbations dans cette activité pourraient être à l'origine de ces troubles.

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Ces principes peuvent avoir des applications variées. Par exemple, comprendre comment l'activité cérébrale précoce façonne les connexions pourrait aider à traiter les lésions cérébrales chez les adultes. Les techniques comme la neuromodulation pourraient un jour permettre de reproduire ces schémas et de reconstruire les circuits cérébraux endommagés.

Cette étude propose d'explorer davantage de zones cérébrales. Tant l'hippocampe que la cochlée montrent une activité naturelle en se développant. L'examen de ces régions pourrait nous aider à comprendre les règles communes de formation et d'amélioration des circuits neuronaux.

L'étude révèle que les connexions cérébrales évoluent au fil du temps. Même après la croissance initiale, l'activité cérébrale continue de façonner et d'améliorer ces connexions. Ce processus souligne la grande flexibilité du cerveau, tant pendant son développement que tout au long de la vie.

Les recherches futures examineront comment ces schémas d'activité naturelle évoluent lorsque de nouvelles expériences sensorielles commencent à influencer le cerveau. Comprendre cette évolution pourrait nous aider à mieux saisir comment les facteurs génétiques et environnementaux coopèrent dans le développement cérébral.