Chloé Moreau Les jeunes enfants croient parfois que la lune les go well with ou qu’ils peuvent tendre la main et la toucher. Il semble être beaucoup furthermore proche que n’est proportionnel à sa distance réelle. Lorsque nous nous déplaçons dans notre vie quotidienne, nous avons tendance à penser que nous naviguons dans l’espace de manière linéaire. Mais les scientifiques de Salk ont découvert que le temps passé à explorer un environnement provoque une croissance surprenante des représentations neuronales.
Les résultats, publiés dans Nature Neuroscience le 29 décembre 2022, montrent que les neurones de l’hippocampe essentiels à la navigation spatiale, à la mémoire et à la planification représentent l’espace d’une manière conforme à une géométrie hyperbolique non linéaire – une étendue tridimensionnelle qui se développe vers l’extérieur exponentiellement. (En d’autres termes, il a la forme de l’intérieur d’un sablier en enlargement.) Les chercheurs ont également découvert que la taille de cet espace augmentait avec le temps passé dans un endroit. Et la taille augmente de manière logarithmique qui correspond à l’augmentation maximale attainable des informations traitées par le cerveau.
comme la maladie d’Alzheimer.
“Notre étude démontre que le cerveau n’agit pas toujours de manière linéaire. Au lieu de cela, les réseaux de neurones fonctionnent le extensive d’une courbe en growth, qui peut être analysée et comprise à l’aide de la géométrie hyperbolique et de la théorie de l’information”, explique la professeure Salk Tatyana Sharpee, titulaire de l’Edwin K. Hunter Chair, qui a dirigé l’étude. “Il est excitant de voir que les réponses neuronales dans cette zone du cerveau ont formé une carte qui s’est élargie avec l’expérience en fonction du temps consacré à un endroit donné. L’effet a même été maintenu pour de minuscules déviations dans le temps lorsque l’animal courait furthermore lentement ou in addition vite. à travers l’environnement.”
Ils ont récemment été les pionniers de l’utilisation de la géométrie hyperbolique pour mieux comprendre les signaux biologiques tels que les molécules olfactives, ainsi que la perception de l’odeur.
Dans l’étude actuelle, les scientifiques ont découvert que la géométrie hyperbolique guidait également les réponses neuronales. Des cartes hyperboliques de molécules et d’événements sensoriels sont perçues avec des cartes neuronales hyperboliques. Les représentations spatiales se sont développées dynamiquement en corrélation avec le temps passé par le rat à explorer chaque environnement. Et, lorsqu’un rat se déplaçait plus lentement dans un environnement, il obtenait as well as d’informations sur l’espace, ce qui augmentait encore as well as les représentations neuronales.
“Les résultats offrent une nouvelle standpoint sur la façon dont les représentations neuronales peuvent être modifiées avec l’expérience”, explique Huanqiu Zhang, un étudiant diplômé du laboratoire de Sharpee. “Les principes géométriques identifiés dans notre étude peuvent également guider les attempts futurs dans la compréhension de l’activité neuronale dans divers systèmes cérébraux.”
mais ce n’est pas vrai”, déclare Sharpee. “Notre cerveau fonctionne beaucoup plus lentement que la vitesse de la lumière, ce qui pourrait être une raison pour laquelle des effets hyperboliques sont observés sur des espaces saisissables au lieu d’espaces astronomiques. Ensuite, nous aimerions en savoir moreover sur la façon dont ces représentations hyperboliques dynamiques dans le cerveau se développent, interagissent, et communiquer les uns avec les autres.”
Parmi les autres auteurs figurent P. Dylan Abundant de l’Université de Princeton et Albert K. Lee du Janelia Analysis Campus du Howard Hughes Healthcare Institute.
La recherche a été soutenue par un prix AHA-Allen Initiative in Mind Health and Cognitive Impairment décerné conjointement par l’American Heart Association et le Paul G. Allen Frontiers Team (19PABH134610000), la Dorsett Brown Basis, la Mary K. un Aginsky Fellowship, la Countrywide Science Foundation (IIS-1724421), le Countrywide Science Basis Upcoming Technology Networks for Neuroscience Method (Award 2014217), les National Institutes of Wellbeing (U19NS112959 et P30AG068635) et le Howard Hughes Clinical Institute.
