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Des régions éloignées du cerveau humain sont reliées entre elles par étonnamment peu de connexions

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PLOS Biologie (2022). DOI : 10.1371/journal.pbio.3001575″ width= »800″ height= »530″>

Comprendre comment le cerveau fonctionne, en particulier comment l’information est traitée au cours de différentes activités, est difficile sans savoir combien d’axones sont dans le cerveau et combien connectent différentes régions fonctionnelles. Une approche de Burke Rosen et Eric Halgren de l’Université de Californie à San Diego, États-Unis, publiée le 24 mars dans la revue en libre accès PLOS Biologiemontre que malgré l’importance fonctionnelle des connexions entre les régions étendues du cerveau, le nombre réel de ces connexions est faible.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont combiné les données d’IRM de diffusion du Human Connectome Project avec des coupes histologiques du corps calleux, le principal tractus qui relie les côtés gauche et droit du cerveau. Le connectome humain cartographie la force de toutes les connexions dans le cerveau mais ne fournit pas le nombre réel d’axones, tandis que les coupes histologiques permettent d’estimer le nombre d’axones emballés dans un volume donné. La combinaison des forces de connexion avec les densités d’axones a donné des estimations du nombre d’axones dans le cortex cérébral.

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L’analyse a indiqué qu’il y a près de 2,5 milliards d’axones à longue portée traversant le cortex cérébral. Cependant, malgré ce grand nombre, ils ont constaté que les nombres reliant différentes régions cérébrales fonctionnelles étaient assez faibles. Par exemple, parmi les 130 millions d’axones estimés dans le tractus du faisceau arqué, seuls environ 1 à 2 millions (moins de 2%) connectaient directement les zones de Broca et de Wernicke, une connexion qui est nécessaire pour une capacité de langage normale. Le modèle prédit que d’autres connexions longues, comme celles de l’hippocampe au cortex frontal nécessaires à la récupération de la mémoire, se font en plusieurs étapes. Les résultats amélioreront ainsi les modèles de cognition, en particulier les processus qui reposent sur les connexions entre les régions distales du cerveau.

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« Un problème majeur non résolu est de savoir comment le cortex humain intègre le traitement de l’information par ses 16 milliards de neurones à travers sa surface pour unifier la conscience », ajoute Rosen. « Notre découverte selon laquelle les zones corticales sont peu connectées implique que cette intégration est accomplie soit via la liaison des connexions locales denses, soit par des axones à longue portée rares et extraordinairement privilégiés. »


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