Une nouvelle étude révèle que les neurones individuels du cortex visuel chez la souris sont modulés séparément par deux états cérébraux différents

Les neuroscientifiques du Sainsbury Wellcome Center de l’UCL ont exploré comment les neurones individuels chez la souris sont influencés par deux états cognitifs et comportementaux différents : l’attention et la course. On pensait autrefois que ces deux États partageaient un mécanisme commun. Cependant, dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Neuroneles chercheurs de SWC ont découvert que l’attention spatiale et la course influencent les neurones individuels indépendamment avec des dynamiques différentes.

“Des études antérieures chez des souris et des primates ont montré que l’attention spatiale et la course ont des effets très similaires sur le traitement sensoriel. Lorsqu’une souris court ou lorsqu’un primate prête attention à un endroit spécifique, il y a une augmentation des réponses sensorielles des neurones dans le cortex visuel. Cependant, on ne savait pas comment ces états interagissent pour moduler les réponses des neurones individuels car il n’y avait pas de paradigme expérimental qui pourrait répondre à cette question chez le même animal », a déclaré Takahiro Kanamori, chercheur principal au sein du Mrsic-Flogel laboratoire au SWC et premier auteur sur le papier.

Pour résoudre ce problème, Kanamori et Mrsic-Flogel ont conçu une tâche comportementale où les souris devaient prêter attention à l’un des deux emplacements sur un écran d’ordinateur et discriminer l’orientation des stimuli de classement pour obtenir une récompense. L’emplacement pouvait changer au cours d’une session pour induire un changement d’état attentionnel et dans tous les essais, les souris pouvaient choisir de courir ou de rester immobiles, ce qui a permis aux neuroscientifiques de comparer l’influence de l’attention spatiale et de la course sur les réponses neuronales. Kanamori enregistré à partir de neurones excitateurs dans la couche 2/3 du cortex visuel primaire, car il a déjà été démontré que ces neurones réagissent davantage lorsque les souris courent et pendant les tâches d’attention spatiale dans les études sur les primates.

“Nous avons constaté que l’attention et la course sont imposées aux neurones individuels de manière indépendante. Il est logique de séparer ces signaux, car l’attention devrait améliorer le traitement visuel même lorsque les animaux ne courent pas. Et pendant qu’ils courent, ils peuvent déplacer leur attention visuelle vers différents endroits dans l’environnement sans interférence de l’influence de la course.” a déclaré Tom Mrsic-Flogel, directeur de SWC et auteur principal de l’étude.

L’équipe a également suivi la façon dont les neurones individuels sont modulés par l’attention spatiale ou en cours d’exécution sur plusieurs jours. Ils ont constaté que la modulation par la course est assez stable même d’une journée à l’autre, alors que la modulation par l’attention spatiale est très dynamique et non fiable d’une journée à l’autre ou même au cours d’une seule journée. Les prochaines étapes pour les chercheurs sont de comprendre au niveau moléculaire les mécanismes par lesquels ces modulations de réponse distinctes peuvent se produire.

Cette recherche a été financée par des bourses postdoctorales de la Uehara Memorial Foundation et de la Kanae Foundation et la Sainsbury Wellcome Center Core Grant de la Gatsby Charity Foundation (GAT3755) et Wellcome (219627/Z/19/Z).

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Matériaux fourni par Centre d’accueil de Sainsbury. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.