Découverte de neurones anciens facilitant la concentration des animaux
Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins ont identifié un groupe de neurones situés dans une région ancienne du cerveau, jouant un rôle clé dans la concentration des animaux. Ces cellules semblent améliorer l’attention en filtrant les distractions et en dirigeant le cerveau vers les informations les plus importantes.
Cette découverte, réalisée chez des souris, révèle un système cérébral partagé par tous les vertébrés, y compris les humains. Les résultats pourraient aider à développer des traitements plus précis pour les troubles de l’attention. Selon Shreesh Mysore, neuroscientifique et auteur principal de l’étude, « un trait caractéristique du TDAH est que même les distracteurs légers détournent l’attention — et c’est exactement ce que nous observons ici lorsque ces neurones sont silencieux. » Il ajoute que dès que ces neurones sont réactivés, l’animal peut à nouveau ignorer les distractions, même très fortes.
L’étude, financée par des fonds fédéraux, a été récemment publiée dans Nature Communications et a été sélectionnée comme point fort éditorial.
Région cérébrale ancienne liée à l’attention
Les humains et d’autres animaux trient constamment les informations concurrentes, se concentrant sur ce qui est le plus important tout en ignorant les signaux moins pertinents. Cette capacité, connue sous le nom d’attention spatiale sélective, permet de suivre une conversation dans un environnement bruyant ou de repérer un ami dans une foule. Des difficultés dans ce processus sont associées à des conditions telles que l’autisme et le trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH).
Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que l’attention était principalement contrôlée par le cortex préfrontal, une région cérébrale particulièrement développée chez les humains et certains primates. Cependant, cette explication laisse une question importante sans réponse : de nombreux animaux peuvent également se concentrer malgré l’absence d’un cortex préfrontal très développé.
Ninad Kothari, auteur principal et chercheur postdoctoral au sein du département des sciences psychologiques et cérébrales de l’université, souligne que « si nous revenons vraiment en arrière dans l’évolution, depuis des centaines de millions d’années, les oiseaux et les poissons possédaient déjà cette capacité. Ils n’ont généralement pas de cortex préfrontal très développé, alors comment le cerveau résout-il ce problème ? »
Les neurones du tronc cérébral comme filtre de concentration
Les chercheurs ont découvert que l’attention chez les souris est également régulée par un réseau de neurones inhibiteurs situés dans le tronc cérébral. Ces neurones sont présents chez de nombreuses espèces de vertébrés, y compris les oiseaux et les poissons. La décision d’étudier ces cellules chez les souris découle de travaux antérieurs sur les oiseaux, les grenouilles et les tortues.
Pour tester le rôle des neurones, l’équipe a conçu une tâche d’attention similaire à celles utilisées dans des études humaines. Les souris visualisaient des indices sur un écran et étaient récompensées lorsqu’elles répondaient correctement aux informations affichées directement devant elles tout en ignorant les indices distracteurs sur le côté.
Les souris ont réussi la tâche jusqu’à ce que les chercheurs désactivent temporairement les neurones du tronc cérébral. Kothari a déclaré : « Lorsque nous inactivons ces neurones, les souris deviennent hyper-distraites. »
Augmentation des distractions lors de la désactivation des neurones
Des tests supplémentaires ont été menés pour déterminer si les échecs des souris étaient dus à des problèmes de vision ou de mouvement, mais ces possibilités ont été écartées. Les expériences ont montré que les animaux perdaient spécifiquement leur capacité à évaluer les informations concurrentes et à se concentrer sur le signal le plus pertinent.
Mysore a précisé : « La seule chose altérée était leur capacité à prendre les informations concurrentes, à les comparer et à prêter attention à l’emplacement de l’information la plus importante. » Cette partie du cerveau agit comme un moteur de sélection attentionnelle, aidant à résoudre la question : « Quelle est l’information la plus importante à laquelle je devrais prêter attention en ce moment ? »
Implications potentielles pour le TDAH et l’autisme
Les chercheurs souhaitent maintenant mieux comprendre comment ces neurones influencent l’attention spatiale chez les espèces vertébrées et s’ils remplissent une fonction similaire chez les humains. Mysore souligne que « toutes les preuves à ce jour suggèrent que ces neurones existent aussi chez les humains. Mais sont-ils responsables de l’attention spatiale sélective chez les humains ? Une hypothèse passionnante est qu’ils jouent un rôle crucial. »
Des études futures pourraient examiner l’activité de ces neurones chez des personnes atteintes de TDAH et d’autisme. Si les chercheurs découvrent que les cellules fonctionnent différemment dans ces conditions, cette découverte pourrait guider le développement de médicaments et de thérapies plus ciblés.
Source : Nature Communications
