Les dendrites : le début d’une révolution neuroscientifique

31 mars 2019
Des recherches ont montré que les dendrites sont bien plus que des conducteurs passifs. Elles génèrent leurs propres signaux électriques, consistant en des pics cinq fois plus grands et plus fréquents que les pics provenant des noyaux des neurones. Une information qui peut être le point de départ de toute une révolution.

Depuis de nombreuses années, les neurosciences ont utilisé différents outils pour analyser le fonctionnement des neurones. De la même manière que les linguistes déchiffrent une langue inconnue, les scientifiques tentent de décoder les schémas de déclenchement neuronal pour essayer de découvrir la grammaire du cerveau. Ils ont donc pu mener des recherches sur les dendrites.

Les dernières recherches semblent montrer que les neurosciences, en termes d’estimation de la capacité de notre cerveau, n’ont fait qu’effleurer la surface. L’université d’UCLA a découvert une couche cachée de communication neuronale à travers les dendrites. Cela signifie que la capacité du cerveau pourrait être jusqu’à 100 fois supérieure à ce que l’on pensait auparavant.

Cette découverte peut modifier de manière significative les fondements de la neuroscience conventionnelle. Il y a quelques mois à peine, les fondements de la neuroscience étaient étayés par la conviction que les dendrites ressemblaient en quelque sorte à un câblage passif transmettant des signaux électriques au corps neuronal, le soma. Mais cette recherche a montré que les dendrites sont bien plus que des conducteurs passifs. Les dendrites génèrent leurs signaux électriques. Ils consistent en des pics cinq fois plus grands et plus fréquents que les pics qui proviennent des noyaux de neurones.

dendrites

En quoi consiste cette découverte ?

Nous parlons ici d’un changement radical dans les connaissances des neurosciences sur le fonctionnement du cerveau. Entre autres choses, il est possible que les processus d’apprentissage se produisent au niveau des dendrites et non dans le soma des neurones.

Les neurosciences conventionnelles ont fait valoir que les signaux électriques émis par les corps cellulaires sont à la base de nos capacités cognitives. Nous savons maintenant que les dendrites n’ont pas de fonction passive et qu’elles émettent également leurs propres signaux électriques.

Les chercheurs ont également constaté que les dendrites sont intelligentes. En effet, elles sont capables d’adapter leur tir électrique au fil du temps. Ce type de plasticité n’avait jusqu’à présent pas été observé dans les corps neuronaux. Cela suggère que les dendrites pourraient apprendre par elles-mêmes.

Parce que les dendrites sont beaucoup plus actives que le corps cellulaire, nous pouvons commencer à croire qu’une grande partie de l’information générée dans un neurone se produit au niveau de la dendrite sans que cela n’informe le corps cellulaire. En d’autres termes, les dendrites peuvent jouer le rôle d’une unité informatique et traiter leurs informations. Une indépendance qu’on ne soupçonnait même pas il y a quelques mois.

Les recherches sur la capacité du cerveau

L’équipe de recherche du Dr Mayank R. Mehta a mis au point un système permettant de placer des électrodes à proximité des dendrites de rats. Ce système permet de capturer les signaux électriques de l’animal à son réveil et lors de ses activités quotidiennes, ainsi que pendant son sommeil. De cette manière, les chercheurs ont pu écouter pendant quatre jours l’activité électrique des dendrites et la transmettre en direct aux ordinateurs.

Les électrodes ont été implantées dans la zone du cerveau liée à la planification des mouvements, le cortex pariétal postérieur. Ce qu’ils ont réussi à capturer, c’est que pendant les périodes de sommeil, les signaux électriques semblaient être des ondes irrégulières, présentant toutes un pic.

Cela signifie que pendant que les rats dormaient, leurs dendrites discutaient entre elles au moyen de coups électriques jusqu’à cinq fois plus rapides que ceux produits dans les corps des cellules. Lors des périodes de réveil, la cadence de tir était multipliée par dix.

dendrites

 

Les dendrites : les mesureurs de l’ici et maintenant

Une autre surprenante découverte réalisée au cours de cette étude porte sur le type de signal émis par les dendrites. Les signaux électriques des dendrites pouvaient être numériques, mais ils présentaient également de grandes fluctuations, presque deux fois plus grandes que les épines elles-mêmes. Ce type de fluctuation à grande échelle prouve que la dendrite a également montré une activité d’informatique analogique. Quelque chose qui n’a jamais été vu auparavant dans aucun schéma d’activité neuronale.

Ce qui calcule ce type d’émission de dendrite semble être lié au temps et à l’espace. En observant les rats se comporter dans un labyrinthe, deux types de signaux ont été distingués. Un sous la forme de pics du corps cellulaire en tant qu’anticipation d’un comportement. Dans ce cas, c’était avant de prendre un tournant. Tandis que les dendrites émettaient leurs signaux de calcul juste au moment où l’animal tournait.

Il semble que les neurosciences sous-estiment le pouvoir de calcul du cerveau. Seulement du point de vue du volume et du fait que les dendrites sont 100 fois plus grands que le soma, nous pouvons supposer que le cerveau a en fait une capacité de traitement cent fois supérieure à celle que l’on pensait. Il semble que le neurone ne sera plus l’unité de calcul de base du cerveau. Les dendrites sont maintenant en première place.