Nous pensions que le cerveau fonctionnait comme une machine de précision.
Une cellule pour un travail. Une « cellule de lieu » pour votre emplacement. Une “cellule Jennifer Aniston” pour son visage. C’était logique. C’était propre. C’était élégant.
C’était aussi largement faux.
Stefano Fusi, chercheur à l’Université de Columbia, a examiné les données. Ce qu’il voit n’est pas une collection d’experts hyper-spécialisés. C’est une foule de généralistes. “Ces neurones [anciens] sont vraiment l’exception, pas la règle”, dit-il.
Les cellules abondantes ? Ceux que nous avons ignorés parce qu’ils n’étaient pas assez flashy ? Ils pourraient en fait faire le gros du travail.
Le mythe du neurone à usage unique
En 2013, Fusi a repéré quelque chose d’étrange dans le cerveau des singes. Il a trouvé des neurones avec une « sélectivité mixte ». Ces cellules ne se souciaient pas seulement d’une seule chose. Ils tiraient lorsque plusieurs entrées les frappaient en même temps. Lié à une tâche ? Oui. Spécifique à l’emplacement ? Non, ils se souciaient d’un mélange.
Mais une seule étude sur des singes ne règle pas le débat. Vous avez besoin d’échelle. Vous devez savoir s’il s’agit d’une bizarrerie ou de la norme.
Fusi s’est donc tourné vers le Laboratoire international du cerveau. Ils ont des enregistrements de plus de 100 souris. Ceux-ci n’étaient pas simplement assis là. Les souris travaillaient. Ils ont vu une image à gauche ou à droite. Ils ont dû le déplacer vers le centre. Ils l’ont fait en faisant tourner une roue.
Une tâche simple ? Peut être. Mais l’activité neuronale raconte une autre histoire.
Comment la sélectivité mixte domine le cortex
Les chercheurs ont cartographié l’activité. Ils cherchaient les spécialistes.
Ils les ont trouvés. Mais seulement dans des poches spécifiques. Le cortex visuel primaire, par exemple, a conservé son statut particulier. Ces cellules se souciaient de la vision. C’était leur travail.
Partout ailleurs ? Chaos. Ou plutôt la complexité.
Les neurones situés en dehors du cortex visuel ne se contentaient pas de traiter l’image. Ils se souciaient de l’endroit où cela se trouvait sur l’écran. Ils se souciaient de la décision de se déplacer à gauche ou à droite. Ils se souciaient de l’acte physique de tourner le volant. Une cellule. De nombreux emplois.
Ce qu’il est important de souligner, c’est qu’il existe des neurones spécialisés [comme les cellules de lieu]. Mais ce n’est pas la norme.
Ce n’était pas seulement une question de tâche. Il s’agissait de savoir comment différents neurones réagissaient au même stimulus. Prenez les zones somatomotrices. Ces régions planifient les déplacements. Certaines cellules tiraient sauvagement lorsque les souris léchaient ou bougeaient leurs moustaches. Autres? Ils ont à peine bougé.
Les neurones individuels ne sont pas focalisés de manière myope. Ils n’exploitent pas une seule information. Ils ratissent large.
Pourquoi les généralistes pourraient être meilleurs
Ben Hayden du Baylor College of Medicine appelle cela une « gifle géante » à l’ancienne théorie.
Le problème de la recherche de spécialistes est la recherche sans fin. Il te manque une cellule ? Vous dites : « Peut-être que j’ai juste besoin d’enregistrer davantage ». Hayden souligne l’ampleur de cette nouvelle étude. Ils ont enregistré 14 000 neurones.
Mais surtout des généralistes.
Cela change notre perception de la capacité cérébrale. Si chaque neurone ne faisait qu’une seule chose, vous auriez besoin d’une infinité de cellules pour gérer toutes les combinaisons possibles d’entrées. Les généralistes résolvent cela. En répondant à plusieurs entrées de manière légèrement différente, ils maximisent les informations que le cerveau peut traiter.
Cela couvre probablement la mémoire, la cognition, la prise de décision et la perception. Pas de départements séparés. Un maillage.
Où allons-nous à partir d’ici ?
La tâche de la souris était simple. Un problème du monde réel est multidimensionnel. Fusi l’admet. Il veut voir quand les neurones décident de se concentrer ou quand ils se dispersent.
La prochaine étape n’est pas celle des souris. Ce sont des primates. Ce sont des humains.
Son équipe collabore avec des chercheurs qui étudient les patients épileptiques. Ces patients sont conscients lors d’une chirurgie à cerveau ouvert. C’est une fenêtre rare. Ils peuvent enregistrer les neurones humains en temps réel.
Fusi veut changer complètement de perspective. Arrêtez de regarder une cellule à la fois.
C’est dur. C’est compliqué. Mais c’est nécessaire. Un neurone ne parle pas à un autre neurone. Chaque neurone se connecte à environ 10 000 autres neurones sur son arbre dendritique. Il voit l’ensemble du réseau.
Nous devrions donc le faire aussi.
