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Le GPS biologique du cerveau

le prix Nobel 2014 de Physiologie ou Médecine a été attribué conjointement à John O’Keefe, professeur à UCL et à May-Britt et Edvard Moser de L’Université de Sciences et de Technologies en Norvège, pour leurs travaux sur les cellules nerveuses qui nous donnent des informations sur notre position.

Vers le milieu du 20ème siècle, Edward Tolman observa des rats se déplacer dans un labyrinthe et fut le premier a emmètre l’idée d’un ‘plan cognitif’, qui permettrait aux animaux d’apprendre à naviguer dans un environnement et à retrouver leur chemin.

En 1971, John O’Keefe, trouva le premier indice pour un GPS biologique interne dans nos cerveau : les cellules de lieu. Il enregistra l’activité nerveuse de l’hippocampe du cerveau dans des rats qui circulaient librement. Il trouva des cellules individuellement activées lorsque le rat passait une position spécifique dans l’environnement. Différentes cellules de lieux s’activèrent pour différentes positions, créant ainsi une carte géographique interne dans le cerveau indiquant à l’animal où il se trouve dans l’environnement. La vision couplée avec les autre sens sont utilisés pour créer la cartographie interne. L’hippocampe peut générer une multitude de plan en rassemblant l’activité collective des cellules de lieu activées dans différents environnements. Ainsi la mémoire de l’environnement peut être stockée sous forme de combinaison de cellules de lieu actives dans l’hippocampe.

Presque 30 ans plus tard, en 2005, May-Britt et Edvard Moser observèrent de la même manière des rats mais en se concentrant sur une autre partie du cerveau proche et très connecte à l’hippocampe, le cortex entorhinal. Ils y trouvèrent des cellules qui n’étaient pas seulement actives à un seul endroit mais qui s’activèrent lorsque les rats passaient plusieurs points de l’environnement. Chacune de ces cellules s’activèrent suivant un motif spatial unique en forme d’hexagone. Collectivement ces cellules de grilles constituent un système de coordonnées qui permet la navigation spatiale. Ce système divise l’environnement en latitudes et longitudes qui permet essentiellement d’avoir une idée de son emplacement par rapport à son point de départ et d’arrivée.

Ensemble, les informations des cellules de grille, d’autres cellules du cortex enthorinal qui permettent de reconnaitre la direction de la tête et les coins des pièces, ainsi que celles des cellules de lieux de l’hippocampe, forment un circuit complet pour un system de positionnement, un peu comme un GPS interne biologique dans le cerveau. Ce réseau de cellules nerveuses a depuis été trouvé chez d’autres rongeurs,  chez les chauves-souris, les singes et l’homme et serait for t probablement présent chez la plupart des mammifères.


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