Le mécanisme de formation des cartes visuelles dans le cerveau enfin élucidé
La perception visuelle est le fruit d’un processus complexe d’analyse des informations qui requiert l’organisation précise de connections nerveuses. L'équipe de Michael Reber, à l'Institut des neurosciences cellulaires et Intégratives, en collaboration avec le département de mathématiques de l’université de Cambridge et le département de neurobiologie moléculaire du Salk Institute (San Diego), a mis à jour et modélisé un mécanisme, jusque-là insoupçonné, de formation et d’alignement des cartes visuelles au sein d’une structure du cerveau, le colliculus supérieur, qui contrôle l’attention visuelle. Ces travaux publiés le 14 mars 2017 dans la revue eLife, ouvrent de nouvelles perspectives dans l’étude de la formation des connections nerveuses sensorielles.
La perception visuelle est le fruit d’un processus complexe d’intégration et de computation des informations visuelles par le cerveau. Ces informations sont transférées au cerveau par un type de cellules rétiniennes, les cellules ganglionnaires, via le nerf optique. Ces cellules se connectent au cerveau suivant un motif précis, appelé cartes rétinotopiques, indispensable au traitement des données visuelles. Un défaut dans ce traitement, conséquence d’une altération ou d’un réarrangement de la rétinotopie, peut conduire à des conséquences délétères tant physiologiques que comportementales.
L'équipe de Michael Reber se focalise sur la caractérisation des mécanismes complexes contrôlant la formation de ces cartes rétinotopiques. Les chercheurs ont mis à jour un mécanisme de formation et d’alignement des cartes rétinotopiques dans une structure du cerveau appelé le colliculus supérieur, chargé du contrôle de l’attention visuelle. En perturbant la signalisation d’une famille de molécules membranaires dans la rétine, les éphrines-A, ils ont démontré que ces molécules étaient transférées dans le colliculus supérieur via les projections rétiniennes, pour contrôler l’alignement rétinotopique sur celles-ci des projections provenant du cortex visuel V1, maintenant ainsi la relation géométrique visuelle entre la rétine et le cortex visuel. Cet alignement rétinotopique des projections du cortex visuel V1 sur celles provenant de la rétine est absolument nécessaire pour permettre une attention visuelle efficace.
En plus de l’identification de ce mécanisme, les chercheurs ont modélisé ce phénomène par un algorithme mathématique qui permet la prédiction de la formation des cartes rétinotopiques dans le colliculus supérieur.
Ce mécanisme, jusque-là insoupçonné, ainsi que l’algorithme, pourraient revêtir un caractère général et représenter un principe fondamental dans la formation des connections nerveuses sensorielles.
