Les chercheurs ont redéfini la manière dont la lumière est délivrée au cerveau, créant une nouvelle plateforme d'imagerie capable de suivre l'activité électrique de près de 200 neurones simultanément à des vitesses et des profondeurs record. La technologie, appelée FlatMux, a été développée par une équipe de l'Université Rockefeller et publiée dans Nature Methods.
La recherche
Sous la direction d'Alipasha Vaziri, responsable du Laboratoire de neurotechnologie et de biophysique à Rockefeller, l'équipe a conçu une plateforme d'imagerie de tension à deux photons qui capture en temps réel les signaux électriques des neurones dans le tissu cérébral vivant. Les méthodes traditionnelles, comme l'imagerie calcique, sont lentes et indirectes, mesurant les pics de calcium plutôt que les impulsions électriques réelles. FlatMux surmonte cela en utilisant des indicateurs de tension génétiquement codés (GEVI) qui fluorescent en réponse aux changements de tension, permettant une mesure directe de l'activité neuronale.
L'innovation clé réside dans la distribution de la lumière. Au lieu d'utiliser un balayage laser mécanique, qui crée des compromis entre la puissance du laser, l'échauffement des tissus et la sensibilité du signal, FlatMux utilise une cavité optique pour diviser un faisceau laser en impulsions précisément chronométrées. Cela délivre 150 millions d'échantillons par seconde sur l'échantillon, minimisant l'échauffement tout en maximisant le rendement photonique par neurone. Le résultat : des fréquences d'images allant jusqu'à 2 000 Hz à des profondeurs de 500 micromètres, enregistrant près de 200 neurones dans une ou plusieurs couches corticales chez des souris éveillées et la tête fixée.
Le système peut même détecter des signaux synaptiques sous-seuil — de faibles fluctuations de tension qui précèdent les potentiels d'action — permettant aux chercheurs de cartographier la connectivité fonctionnelle et d'observer le calcul parallèle dans les réseaux neuronaux lorsque les animaux sont engagés dans un comportement sensoriel.
Pourquoi c'est important
Cette technologie ouvre une nouvelle fenêtre sur la façon dont le cerveau traite l'information. En observant l'activité électrique de nombreux neurones simultanément, les scientifiques peuvent commencer à comprendre comment la cognition émerge de réseaux distribués plutôt que de neurones individuels. Pour quiconque est curieux de son propre cerveau, cette recherche souligne que nos capacités cognitives — attention, mémoire, prise de décision — dépendent d'une activité rapide et coordonnée à travers des millions de cellules. Des outils comme FlatMux pourraient éventuellement conduire à de meilleurs diagnostics pour les affections neurologiques où la communication en réseau se dégrade, comme l'épilepsie ou la maladie d'Alzheimer.
Ce que vous pouvez faire
Bien que vous ne puissiez pas construire un FlatMux chez vous, vous pouvez soutenir le réseau de votre cerveau en vous engageant dans des activités cognitivement stimulantes. Mettez vos circuits neuronaux au défi avec des puzzles, apprenez une nouvelle compétence ou passez notre test de QI adaptatif gratuit pour obtenir une base de vos forces cognitives. Un entraînement cérébral régulier peut aider à maintenir la vitesse et l'efficacité de vos connexions neuronales.
Source : Neuroscience News
Curieux de votre propre cerveau ? Faites notre test de QI adaptatif gratuit ou essayez 306 niveaux d'entraînement cérébral.
