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8 février 2021

par le Massachusetts Institute of Technology

Demandez à n’importe qui, d’un quart-arrière de la NFL balayant le terrain à la recherche de récepteurs ouverts, à un contrôleur de la circulation aérienne surveillant la position des avions, à une mère regardant ses enfants courir au parc: nous dépendons de notre cerveau pour retenir ce que nous voyons dans l’esprit, même lorsque nous déplaçons notre regard et détournons même temporairement le regard Cette capacité de «mémoire de travail visuelle» semble sans effort, mais une nouvelle étude du MIT montre que le cerveau travaille dur pour suivre le rythme. Chaque fois qu’un objet clé se déplace dans notre champ de vision – soit parce qu’il bougeait, soit parce que nos yeux l’ont fait – le cerveau en transfère immédiatement un souvenir en le réencodant parmi les neurones de l’hémisphère cérébral opposé.

La découverte, publiée dans Neuron par des neuroscientifiques du Picower Institute for Learning and Memory, explique via des expériences sur des animaux comment nous pouvons garder une trace continue de ce qui est important pour nous, même si le câblage de base de notre système visuel nécessite de cartographier ce que nous voyons sur notre gauche dans le côté droit de notre cerveau et ce que nous voyons à notre droite dans le côté gauche du cerveau

“Vous devez savoir où se trouvent les choses dans le monde réel, peu importe où vous regardez ou comment vous êtes orienté à un moment donné”, a déclaré l’auteur principal de l’étude Scott Brincat, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Picower Professeur Earl Miller, l’auteur principal “Mais la représentation que votre cerveau obtient du monde extérieur change chaque fois que vous bougez les yeux”

Dans leurs expériences, Brincat, Miller et leurs co-auteurs ont découvert que lorsqu’un objet change de côté dans le champ de vision, le cerveau utilise rapidement un changement révélateur dans la synchronisation des fréquences des ondes cérébrales pour guider les informations de mémoire d’un côté de le cerveau à l’autre Le transfert, qui se produit en quelques millisecondes, recrute un nouveau groupe de neurones dans le cortex préfrontal de l’hémisphère cérébral opposé pour stocker la mémoire Ce nouvel ensemble de neurones code l’objet en fonction de sa nouvelle position, mais le cerveau continue de le reconnaître comme l’objet qui se trouvait dans le champ de vision de l’autre hémisphère

Cette capacité – de se souvenir que quelque chose est la même chose, peu importe comment il se déplace par rapport à nos yeux – est ce qui nous donne la liberté de contrôler où nous regardons, a déclaré Miller. Un quart-arrière peut décider de déplacer son regard du côté gauche du terrain vers le côté droit sans avoir à craindre d’oublier instantanément que ces récepteurs du côté gauche sont toujours là, même si le changement de position du regard les a considérablement déplacés à l’intérieur. , voire hors de son champ de vision

“Si vous n’aviez pas cela, nous ne serions que de simples créatures qui ne pourraient réagir qu’à tout ce qui nous frappe dans l’environnement, c’est tout”, a déclaré Miller “Mais parce que nous pouvons garder les choses à l’esprit, nous pouvons avoir un contrôle volontaire sur ce que nous faisons Nous n’avons pas à réagir à quelque chose maintenant, nous pouvons le conserver pour plus tard”

Dans le laboratoire, les chercheurs ont mesuré l’activité de centaines de neurones dans le cortex préfrontal des deux hémisphères cérébraux pendant que des animaux jouaient à un jeu. Ils ont dû fixer leur regard sur un côté d’un écran comme une image d’un objet (eg une banane) est apparue brièvement au milieu de l’écran L’objet est ainsi apparu de l’un ou l’autre côté de leur champ de vision, et en raison du câblage croisé du cerveau, il a été traité dans l’hémisphère cortical opposé L’animal devait garder l’image à l’esprit, puis indiquer si une image présentée ultérieurement était d’un objet différent (eg une pomme) Lors de certains essais, cependant, alors que l’objet original était conservé dans la mémoire de travail, les animaux ont été invités à changer leur regard d’un côté à l’autre, changeant efficacement de quel côté de leur champ de vision se trouvait l’image mémorisée.

Les animaux se souvenaient avec précision si les images qui leur étaient présentées correspondaient, mais leurs performances en souffraient un peu dans les cas où ils devaient changer de regard Brincat a déclaré que l’erreur suggérait que devoir suivre le changement n’est pas aussi facile pour le cerveau qu’il n’y paraît

Pour analyser leurs mesures dans le cerveau, l’équipe a formé un programme informatique appelé décodeur pour identifier des modèles dans les données brutes de l’activité neuronale qui indiquaient la mémoire de l’image de l’objet. Comme prévu, cette analyse a montré que le cerveau encodait des informations sur chaque image dans l’hémisphère opposé à l’endroit où elle se trouvait dans le champ de vision. Mais plus remarquablement, il a également montré que dans les cas où les animaux déplaçaient leur regard sur l’écran, l’activité neuronale codant les informations de mémoire se déplaçait d’un hémisphère cérébral à l’autre.

L’équipe a également mesuré les rythmes globaux de l’activité collective des neurones, ou ondes cérébrales Ils ont constaté que le transfert d’une mémoire d’un hémisphère à l’autre se produisait systématiquement avec un changement de signature dans ces rythmes. Au fur et à mesure du transfert, la synchronisation entre les hémisphères des ondes «thêta» à très basse fréquence (~ 4-10 Hz) et des ondes «bêta» à haute fréquence (~ 17-40 Hz) a augmenté et la synchronie des ondes «alpha / bêta» ( ~ 11-17 Hz) refusé

Ce modèle de rythmes push-and-pull ressemble beaucoup à celui que le laboratoire de Miller a trouvé dans de nombreuses études sur la façon dont le cortex utilise des rythmes pour transmettre des informations L’augmentation de la combinaison de rythmes à très basse et haute fréquence permet d’obtenir des informations sensorielles (ie représentations de ce que l’animal vient de voir) à encoder ou à rappeler Une augmentation de puissance dans la gamme de fréquences alpha / bêta inhibe cet encodage, agissant comme une sorte de porte sur le traitement des informations sensorielles

“Il s’agit d’une autre forme de blocage”, a déclaré Miller “Cette fois, alpha / bêta déclenche le transfert de mémoire entre les hémisphères”

Alors que les schémas rythmiques semblaient cohérents avec les études antérieures, les chercheurs ont été surpris par une autre conclusion de l’étude: étant donné la même image d’objet au même endroit dans le champ de vision, le cortex préfrontal employait différents neurones s’il était initialement vu à cet endroit vs transféré de l’autre hémisphère En d’autres termes, les animaux voyant une banane dans le côté gauche de leur vision ont recruté un ensemble neuronal différent pour représenter cette mémoire que si la banane avait été précédemment vue à droite puis transférée à cet endroit.

Pour Miller, la découverte a une implication intrigante Les neuroscientifiques pensaient autrefois que les neurones individuels étaient l’unité de base de la fonction dans le cerveau et plus récemment ont commencé à penser qu’au lieu de cela, des ensembles de neurones sont Les nouvelles découvertes suggèrent cependant que même les mêmes informations pourraient encore être codées par différents ensembles assemblés arbitrairement.

“Peut-être que même les ensembles ne sont pas les unités fonctionnelles du cerveau”, a spéculé Miller “Alors, quelle est l’unité fonctionnelle du cerveau? C’est l’espace de calcul que crée l’activité du réseau cérébral”

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Cerveau humain, neurone, recherche, neurosciences

Actualités – États-Unis – Lorsque vous regardez autour de vous, des images mentales rebondissent entre le cerveau droit et gauche
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Lorsque vous regardez autour de vous, les images mentales rebondissent entre le cerveau droit et gauche

Source: https://medicalxpress.com/news/2021-02-mental-images-left-brain.html

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