thetransmitter.org Traduction de "Innovative device records activity from distant brain areas simultaneously" - par Claudia López Lloreda - 4 Avril 2024
Un dispositif innovant enregistre simultanément l'activité de zones éloignées du cerveau
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Lorsque les animaux adoptent des comportements complexes, plusieurs zones du cerveau s'activent et communiquent entre elles. Mais les neuroscientifiques ne disposent que de moyens limités pour mesurer ce dialogue neuronal. Les enregistrements électriques, par exemple, sont généralement limités à une seule zone cérébrale à la fois, ou exigent que les souris aient la tête fixée dans une position spécifique.
Une nouvelle technologie permet de surmonter ces restrictions. L'appareil, appelé E-Scope et présenté dans une préimpression évaluée par les pairs dans eLife, mesure efficacement l'activité des neurones dans deux zones différentes en même temps, même si les rongeurs se déplacent librement.
Le casque capture des images de courants calciques, réalisées à l'aide d'un microscope, et des enregistrements de l'activité électrique des neurones par le biais d'électrodes, afin de montrer comment le cervelet communique avec d'autres régions du cerveau pendant l'interaction sociale chez les souris. "Tout est synchronisé de cette manière", explique Peyman Golshani, professeur adjoint de neurologie à l'université de Californie à Los Angeles et l'un des chercheurs de l'étude.
Selon Golshani, cette approche pourrait permettre de comprendre comment la coordination entre les zones cérébrales est perturbée dans les conditions marquées par des troubles de l'interaction sociale, tels que le trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité et l'autisme. En combinant les technologies, les chercheurs qui utilisent l'E-Scope "n'ont pas besoin de matériel d'électrophysiologie et d'imagerie séparé", ajoute-t-il.
Il est également beaucoup plus confortable pour les animaux, selon Golshani. Un seul fil transmet toutes les données du petit casque, de sorte que les souris peuvent bouger plus librement que lorsqu'elles portent d'autres appareils.
À l'aide de l'E-Scope, le groupe a étudié l'activité de deux régions éloignées mais interconnectées : le cervelet et le cortex cingulaire antérieur (CCA). Selon des études antérieures, la perturbation de ces deux régions rend les animaux moins sociables. C'est pourquoi Golshani et son équipe ont décidé d'examiner la façon dont elles se parlent pendant que les souris socialisent.
Des souris de type sauvage portant l'E-Scope ont interagi avec un objet ou une autre souris pendant sept minutes. Pendant les interactions sociales, les neurones d'une zone du cervelet appelée noyau denté se sont activés, tandis que les cellules cérébrales appelées neurones de Purkinje sont devenues silencieuses.
Les changements dans le cervelet se sont produits lorsque les souris interagissaient entre elles, mais pas lors d'autres comportements, tels que les mouvements de la tête. Selon l'un des pairs qui a commenté la prépublication, ces observations commencent à révéler les fonctions non motrices du cervelet, qui sont peu étudiées.
De même, dans l'ACC, certains neurones ne s'activent que lors des interactions sociales. Les changements observés dans l'ACC et le cervelet au cours de la socialisation sont plus fortement corrélés entre eux lorsque les souris interagissent entre elles mais pas avec un objet, ce qui suggère que les connexions entre ces deux organes pourraient coordonner le comportement social.
Les résultats démontrent les capacités de l'E-Scope mais, comme l'a noté l'évaluateur, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment l'activité interactive entre l'ACC et le cervelet est liée au comportement social. Les données provenant des deux régions cérébrales ne sont que corrélationnelles, écrit l'auteur de l'article, et "la relation de cause à effet est loin d'être établie".
L'un des défis posés par l'E-Scope aux utilisateurs est l'accès à une zone cérébrale suffisante ou "immobilier", comme l'appelle Golshani, pour obtenir des données significatives, une limitation que lui et ses collègues ont rencontrée lors de l'enregistrement des canaux calciques dans le cervelet.
"Parfois, nous n'obtenions que quelques neurones par animal, peut-être un ou deux", explique Golshani. En outre, l'appareil est encore assez volumineux et lourd pour des souris et pourrait être miniaturisé davantage, ajoute-t-il.
Les détails et les tutoriels pour la construction de l'appareil sont en libre accès, afin que d'autres puissent développer leurs propres versions et réaliser de nouvelles études. Bien que Golshani et son groupe s'intéressent à la manière dont d'autres zones du cerveau, comme le noyau accumbens, modulent l'interaction sociale dans les modèles d'autisme, il souligne que l'E-Scope peut également "être utilisé pour tout autre type de comportement".