Synchronisation des neurones corticaux par le champ électrique

12 avril 2021
Les neurones interagissent par des signaux de nature électrique, et il est bien connu qu'un champ électrique extérieur peut avoir des effets sur les neurones. Cependant, il n'a jamais été montré que des champs électriques endogènes, c'est-à-dire générés par les neurones eux-mêmes, peuvent influencer d'autres neurones.

Modulation of intercolumnar synchronization by endogeneous electric fields in cerebral cortex. Beatriz Rebollo, Bartosz Telenczuk, Alvaro Navarro-Guzman, Alain Destexhe, Maria V Sanchez-Vives.

C’est ce que vient de démontrer cette étude parue dans Science Advances, issue d’une collaboration entre un laboratoire de Barcelone (Mavi Sanchez-Vives) et une équipe de NeuroPSI à Paris-Saclay (Alain Destexhe). Les auteurs ont démontré en utilisant des techniques in vitro, que des tranches de cortex peuvent se synchroniser si elles sont juxtaposées, mais si on inverse leur orientation, la synchronisation ne se produit plus. La modélisation computationnelle indique d’une part, que dans une « colonne » corticale, les neurones sont orientés en parallèle et forment des dipôles électriques dont l’effet s’additionne. D’autre part, le champ électrique produit par une population de neurones peut influencer une autre population si leurs dipôles sont orientés en parallèle.

Cette étude montre donc que dans un réseau à grande échelle, le fait que les dipôles neuronaux soient orientés en parallèle permet aux populations de neurones de s’influencer mutuellement via leur champ électrique. Cet effet de champ électrique est un facteur qui participe à la synchronisation à grande échelle. Il s’agit d’une interaction quasi-instantanée (le champ électrique se déplaçant à la vitesse de la lumière dans le milieu), ce qui contraste avec la transmission synaptique qui est plus lente. Les neurones corticaux disposent donc d’un mécanisme ultra rapide leur permettant d’interagir et de se synchroniser.

Article paru dans la revue Science Advances Voir sur le site