Le cerveau est une merveille d’efficacité, capable de s’adapter et de prospérer dans un monde en évolution rapide. Malgré des décennies de recherche, les scientifiques n'ont pas encore été en mesure de révéler comment le cerveau parvient à coordonner son activité : une nouvelle étude a découvert comment les neurones, les cellules responsables des souvenirs, des pensées et des émotions, coordonnent l'activité du cerveau et la rendent possible. pour que cette machine parfaite change et s'adapte au fil du temps.
Des chercheurs de l'Université de Sydney, en Australie, indiquent dans une étude publiée dans la revue Cell que les cerveaux de cinq espèces différentes, en particulier les mouches des fruits, les nématodes, le poisson zèbre, les souris et les singes, présentent exactement la même structure organisationnelle : les résultats suggèrent que nous pourrions être en présence d'un principe fondamental régissant le traitement optimisé des informations cérébralesconsidérant que ces espèces proviennent de différentes branches de l’arbre de vie et sont séparées par plus d’un milliard d’années d’évolution.
Une organisation fractale
Selon Brandon Robert Munn, auteur principal de la recherche, dans un article publié dans The Conversation, l'étude montre que le cerveau Combine parfaitement individualité et travail d’équipeet il le fait de manière intelligente. Environ la moitié de l'effort est consacrée à la performance des structures secondaires, tandis que les neurones fonctionnent comme des dirigeants ou des joueurs déséquilibrants d'une équipe de football, qui jouent parfois leur propre jeu, en utilisant le reste des ressources. Cependant, des neurones individuels ou « étoiles » collaborent au sein de réseaux de plus en plus vastes, soutenus par un travail d’équipe.
Les enregistrements cérébraux obtenus par les scientifiques montrent que l'activité cérébrale se développe selon un hiérarchie fractale, évolutive et non linéaire. Les cellules travaillent ensemble pour construire des réseaux plus vastes et mieux coordonnés, créant ainsi une organisation dont chaque échelle reflète ses pairs supérieurs et inférieurs. Une telle organisation permet au cerveau de s’adapter aux changements, lui permettant de fonctionner efficacement et d’effectuer des tâches avec un minimum de ressources, tout en restant résilient et en préservant son activité même en cas de défaillance des neurones.
Un principe universel ?
Parallèlement, les simulations réalisées démontrent que cette structure hiérarchique améliore le traitement de l'information: L'organisation non linéaire de l'activité neuronale serait un principe universel conservé par sa capacité à lier de manière adaptative le comportement à la dynamique neuronale, en plus d'équilibrer la résilience fonctionnelle et l'efficacité du traitement des données.
Dans le même temps, les résultats révèlent que cette coordination fractale de l’activité neuronale se produit sur une vaste période d’évolution, depuis les vertébrés apparus il y a 450 millions d’années jusqu’aux invertébrés remontant à un milliard d’années. Cela suggère que les cerveaux ont évolué pour équilibrer efficacité et résiliencefacilitant le traitement optimisé de l'information et son adaptabilité aux nouvelles demandes comportementales. La persistance évolutive laisse entendre qu'un principe de conception fondamentalqui pourrait même dépasser le cerveau et s’appliquer à de multiples systèmes complexes.
Référence
L’organisation multi-échelle de l’activité neuronale unifie les théories de la fonction cérébrale dépendantes de l’échelle. Brandon R. Munn et coll. Cellule (2024). DOI :https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.004
