Des chercheurs du Département de physiologie de McGill élucident les mécanismes par lesquels le cerveau traite l’information sensorielle
Nous comptons sur nos cinq sens pour guider tous les aspects de notre vie – ce qui est impossible pour de nombreuses personnes souffrant d’une déficience sensorielle. Au Canada seulement, 600 000 personnes vivent avec une déficience visuelle et près de trois millions sont affligées d’une perte auditive partielle ou totale. Dans le cadre d’une étude ayant fait l’objet d’un article publié cette semaine dans The Journal of Neuroscience, des chercheurs de l’Université McGill ont démontré pour la première fois que certains neurones répondent sélectivement à des caractéristiques sensorielles de premier ou de deuxième ordre. Ainsi, la luminance constitue pour l’appareil visuel une caractéristique de premier ordre, alors que le contraste relève du deuxième ordre. Cette découverte pourrait mener à la mise au point de nouveaux traitements, ainsi qu’à l’amélioration des prothèses destinées aux personnes aux prises avec une déficience sensorielle.
L’équipe de recherche dirigée par Patrick McGillivray, étudiant en physiologie, a enregistré les réponses des neurones électrosensoriels du mésencéphale à différents stimuli chez le poisson faiblement électrique. Ces réponses ont permis aux chercheurs de démontrer que certains neurones répondent sélectivement et simultanément à différentes caractéristiques sensorielles. Ils ont en outre découvert les circuits neuronaux simples et génériques à l’origine de cette sélectivité. Ces constatations fournissent de précieux indices sur les mécanismes par lesquels le cerveau traite les caractéristiques sensorielles auditives (comme la hauteur tonale et le timbre) et visuelles (comme la luminance et le contraste) de premier et de deuxième ordre.
« La découverte de ces indices repose sur la détermination des caractéristiques sensorielles utilisées pour percevoir les stimuli, des calculs effectués par le cerveau et des réseaux neuronaux qui entrent en jeu dans le traitement de cette information », explique le professeur Maurice Chacron, auteur principal de l’étude et chercheur principal au Laboratoire de neurosciences informatiques de l’Université McGill. « Des stimuli tels que la parole et la musique sont définis par de nombreuses caractéristiques. Ainsi, lorsque nous écoutons de la musique, nous percevons à la fois la fréquence (la hauteur, basse ou élevée, des sons émis par un instrument) et le timbre (le type d’instrument dont on joue).
Cette étude a été subventionnée par les Instituts de recherche en santé du Canada, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Fondation canadienne pour l’innovation et le Programme des chaires de recherche du Canada. Katrin Vonderschen, du Département de physiologie de l’Université McGill, et Eric S. Fortune, de l’Université Johns Hopkins, à Baltimore, au Maryland, ont également contribué à ce projet.
April 25, 2012