nouvelle classe de neurones découverte | Biologie, Neurosciences

La question de savoir comment le cerveau humain reconnaît les visages d’individus familiers a été importante tout au long de l’histoire des neurosciences. Des cellules reliant le traitement visuel à la mémoire de la personne ont été proposées, mais introuvables. Aujourd’hui, une équipe de neuroscientifiques américains a découvert de telles cellules dans la région du pôle temporal du cerveau ; ces cellules réagissaient aux visages lorsqu’ils étaient personnellement familiers.

L’idée du soi-disant neurone de grand-mère – une cellule unique au carrefour de la perception sensorielle et de la mémoire, capable de donner la priorité à un visage important sur la racaille – est apparue pour la première fois dans les années 1960.

Un neurone pour le souvenir de sa grand-mère, un autre pour se souvenir de sa mère, etc. En son cœur, la notion d’un rapport un à un entre les cellules du cerveau et les objets ou les concepts était une tentative d’aborder le mystère de la façon dont le cerveau combine ce que nous voyons avec nos souvenirs à long terme.

Les neuroscientifiques ont depuis découvert de nombreux neurones sensoriels spécialisés dans le traitement des informations faciales, et autant de cellules mémoire dédiées au stockage des données de rencontres personnelles.

Mais un neurone de grand-mère – ou même une cellule hybride capable de relier la vision à la mémoire – n’a jamais émergé.

« On s’attend à ce que nous ayons réussi à le faire maintenant. Loin de là! Nous ne savions pas clairement où et comment le cerveau traite les visages familiers », a déclaré le professeur Winrich Freiwald, neuroscientifique au Laboratoire des systèmes neuronaux de l’Université Rockefeller et au Center for Brains, Minds & Machines.

Récemment, le professeur Freiwald et ses collègues ont découvert qu’une petite zone de la région du pôle temporal du cerveau pouvait être impliquée dans la reconnaissance faciale.

Ils ont donc utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle comme guide pour zoomer sur les régions polaires temporelles de deux singes rhésus, et ont enregistré les signaux électriques des neurones du pôle temporal pendant que les macaques regardaient des images de visages familiers et de visages inconnus qu’ils n’avaient vus que virtuellement, sur un écran.

Ils ont découvert que les neurones de la région du pôle temporal étaient très sélectifs, répondant plus fortement aux visages que les sujets avaient déjà vus qu’aux visages inconnus.

Et les neurones étaient rapides, faisant la distinction entre les visages connus et inconnus dès le traitement de l’image.

Fait intéressant, ces cellules ont répondu trois fois plus fortement aux visages familiers qu’aux visages inconnus, même si les sujets avaient en fait vu les visages inconnus plusieurs fois virtuellement, sur des écrans.

“Cela peut indiquer l’importance de connaître quelqu’un en personne”, a déclaré le Dr Sofia Landi, neuroscientifique au Laboratoire des systèmes neuronaux de l’Université Rockefeller et au Département de physiologie et de biophysique de l’Université de Washington.

« Étant donné la tendance actuelle à devenir virtuel, il est important de noter que les visages que nous avons vus sur un écran peuvent ne pas évoquer la même activité neuronale que les visages que nous rencontrons en personne. »

Les résultats constituent la première preuve d’une cellule cérébrale hybride, un peu comme le neurone légendaire de la grand-mère.

Les cellules de la région du pôle temporal se comportent comme des cellules sensorielles, avec des réponses fiables et rapides aux stimuli visuels.

Mais ils agissent également comme des cellules de mémoire qui ne répondent qu’aux stimuli que le cerveau a déjà vus – dans ce cas, des individus familiers – reflétant un changement dans le cerveau à la suite de rencontres passées.

«Ce sont ces cellules très visuelles, très sensorielles, mais comme des cellules de mémoire. Nous avons découvert un lien entre les domaines sensoriel et mémoriel », a déclaré le professeur Freiwald.

Les résultats ont été publiés dans la revue La science.

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Sofia M. Landi et al. Un lien rapide entre perception du visage et mémoire dans le pôle temporel. La science, publié en ligne le 1er juillet 2021 ; doi: 10.1126/science.abi6671