Les zones visuelles du cerveau changent d’état dès que les yeux sont ouverts, selon une étude

Une étude récente menée par des chercheurs du centre de recherche de Jülich (Allemagne) révèle des informations sur le fonctionnement du cortex visuel des macaques. Les résultats, publiés dans Rapports de cellulesdémontrent que le cortex visuel primaire, également appelé V1, chez les singes présente deux modèles différents d’activité cérébrale selon que leurs yeux sont ouverts ou fermés.

L’activité coordonnée de nombreux neurones dans le cerveau peut être décrite comme une variété. En utilisant des données électrophysiologiques, les chercheurs ont découvert que l’activité du cortex visuel bascule entre deux modèles de variété neuronale dès que les yeux sont ouverts ou fermés.

L’équipe a également découvert des signaux forts provenant d’une zone visuelle supérieure appelée V4 à V1, en particulier dans la région fovéale du cortex visuel primaire, qui traite les informations provenant de la partie centrale de la rétine. Cette communication est nettement plus forte lorsque les yeux sont ouverts, un effet jusqu’alors inconnu.

Les chercheurs ont également pu reproduire le comportement de commutation multiple dans des simulations informatiques d’un réseau de neurones à pointes, renforçant ainsi leurs conclusions sur le rôle des signaux V4 à V1.

Les travaux ont été soutenus par plusieurs outils numériques EBRAINS. À l’aide de l’outil d’analyse électrophysiologique Elephant d’EBRAINS, les chercheurs ont trouvé les collecteurs neuronaux et les signaux descendants. Et à l’aide de l’outil de simulation neuronale NEST alimenté par EBRAINS, ils ont confirmé que les signaux descendants peuvent provoquer un basculement entre deux collecteurs dans un réseau de neurones à pointes.

Pris ensemble, les résultats suggèrent que dès que les yeux s’ouvrent, les signaux entre les différentes zones corticales préparent le cortex visuel primaire à une vision rapide et efficace, même dans une pièce sombre.

« Nous pensons que lorsque les yeux sont ouverts, les signaux descendants préparent le cortex visuel à des réponses rapides et efficaces, comme un mode veille visuelle », a déclaré le Dr Aitor Morales-Gregorio, auteur de l’étude.

Les auteurs soupçonnent que, dans la mesure où les macaques sont étroitement liés aux humains sur le plan de l’évolution, un phénomène similaire pourrait également se produire dans le cerveau humain, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour le confirmer.

Ces résultats pourraient avoir des implications pour le développement de prothèses visuelles pour les personnes aveugles qui stimulent le cortex visuel.

« Les neuroprothèses visuelles peuvent créer de minuscules perceptions visuelles (phosphènes) chez les humains et les macaques. Comprendre les schémas d’activité sous-jacents peut nous aider à concevoir l’entrée optimale pour que les neuroprothèses communiquent avec le cerveau dans sa propre langue », a expliqué Morales-Gregorio.