1,6 milliard de connexions analysées pour comprendre, en particulier, son mode par défaut, c’est la plus grande observation et analyse des connexions de notre cerveau. Réalisée par des scientifiques de l'Institut Max Planck (Berlin), cette analyse éclaire un peu plus comment l'architecture du cerveau façonne son fonctionnement. Ces travaux, présentés dans la revue NeuroImage, ouvrent de nouvelles pistes de recherche pour mieux comprendre certains troubles neurodégénératifs ou psychiatriques.
La structure du cerveau humain est complexe et c'est confirmé par ces images (ci-contre) de circuits constitués d'innombrables connexions. Des images obtenues par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle par des chercheurs du Max Planck Institute, en collaboration avec l'Université de Berlin et de l'hôpital universitaire de Fribourg. A l'aide de ces images, ils parviennent à décrypter le fonctionnement du cerveau sur son « mode par défaut » et à identifier, dans mode, un accord presque parfait entre la structure et la circulation de l'information.
Le réseau du « mode par défaut », est un réseau de repli, impliqué dans l'introspection et la rêverie. Ainsi, hors exécution de tâches précises, le cerveau «zappe» et passe sur ce que les chercheurs décrivent comme une sorte de pilotage automatique.
Car les différents réseaux du cerveau se font en quelque sorte concurrence et si une vingtaine de ces réseaux sont mobilisés, il est probable alors que les autres soient inactifs. Et, en particulier, lorsque le cerveau passe sur son mode par défaut, durant la rêverie par exemple, il est peu probable qu'au même moment ait lieu l'exécution d'une tâche, comme lire ou écrire par exemple.
1,6 milliard de connexions observées: Pour mieux cerner la structure anatomique des réseaux fonctionnels du cerveau, cette équipe a analysé, par IRMf, les connexions présentes sur 40.000 petites zones du cerveau. Au total, c'est 1,6 milliard de connexions qui a été observé sur ces différentes zones, sur 19 participants âgés de 21 à 31 ans. Puis les chercheurs ont comparé ces connexions avec les signaux du cerveau adressés effectivement par les cellules nerveuses.
Leurs résultats montrent une correspondante optimale entre la structure du cerveau et le fonctionnement du cerveau dans ces zones du réseau du mode par défaut, qui, en comparaison avec d'autres réseaux, utilise des connexions anatomiques directes.
Quand le cerveau se met sur pilotage automatique : L'allumage de ce réseau du mode par défaut en l'absence de toute sollicitation extérieure suggère l'existence d'un paramètre de pilotage automatique intégré dans le cerveau. Ce pilotage automatique n'exclut pas l'activité cérébrale, tout au contraire, il permet de switcher sur la rêverie, l'imagination, et l'introspection, bref sur des tâches tout aussi complexes. Concrètement, la structure du cerveau lui permet de passer automatiquement à quelque chose d'utile quand il n'est pas sollicité pour d'autres activités, explique l'un des auteurs de l'étude, Andreas Horn. Mais le cerveau ne reste sur pilotage automatique que jusqu'à l'intervention d'un stimulus externe qui va entraîner l'activation d'un autre réseau et mettre fin …à la rêverie.
Des résultats qui apportent déjà une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau en bonne santé, mais qui peuvent apporter des directions de recherche pour mieux comprendre aussi certains troubles neurodégénératifs comme la maladie d'Alzheimer et certains troubles psychiatriques, comme la schizophrénie. Rappelons, à titre d'exemple, cette étude publiée récemment dans la revue Radiology qui suggère, justement, chez les patients épileptiques, une altération des connexions cérébrales dans ces zones cérébrales dites du mode par défaut.
Sources: Communiqué Institut Max-Planck Brain on autopilot et NeuroImage 4 October 2013 doi.org/10.1016/j.neuroimage.2013 The structural-functional connectome and the default mode network of the human brain
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