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Garder l’équilibre

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La découverte de neurones clés sensibles aux mouvements inattendus a d’importantes répercussions sur la compréhension du mal des transports
Publié: 29 Juil 2013

À Montréal, cela se produit au moins une fois tous les hivers. Vous marchez tranquillement sur le trottoir et avant même de vous en rendre compte, vous glissez sur une plaque de glace recouverte d’une mince couche de neige. Il vous arrive alors parfois de tomber. Étonnamment, vous parvenez souvent à retrouver votre équilibre et à poursuivre votre route indemne. Des chercheurs de l’Université McGill comprennent maintenant ce qui se passe au niveau cérébral lorsque vous arrivez à retrouver votre équilibre en pareil cas. Et ce n’est pas une simple question de chance. 

La professeure Kathleen Cullen et la doctorante Jess Brooks, du Département de physiologie de McGill, ont découvert un amas de cellules distinct et étonnamment petit siégeant dans les zones profondes du cerveau. Ces cellules réagissent en quelques millisecondes pour corriger nos mouvements lorsqu’un événement inattendu se produit, qu’il s’agisse de glisser sur la glace ou de frapper une roche en skiant. Fait remarquable, chaque neurone de cette minuscule région du cerveau (qui est plus petite qu’une tête d’épingle) possède la capacité de prévoir les mouvements inattendus et d’y réagir de façon sélective.

Cette découverte vient non seulement invalider les théories actuelles sur la façon dont nous apprenons à conserver notre équilibre, elle a aussi d’importantes répercussions sur notre compréhension des mécanismes neuraux à l’origine du mal des transports.

Les scientifiques avaient déjà émis l’hypothèse selon laquelle nous corrigeons nos mouvements et conservons notre équilibre grâce à un ensemble neuronal de mouvements prévisibles dont l’acquisition repose sur des « conflits sensoriels » et des erreurs. Les « conflits sensoriels » surviennent en présence d’une inadéquation entre ce que nous pensons qu’il se produira au cours de nos diverses activités et l’information parfois contradictoire que nous fournissent nos sens au sujet de nos mouvements.

Ce type de « conflit sensoriel » peut survenir lorsque notre corps détecte des mouvements que nos yeux ne peuvent percevoir (au cours, notamment, de déplacements en avion, en bateau ou en voiture), ou lorsque nos yeux détectent des mouvements que notre corps est incapable de ressentir (par exemple, lors de la projection d’un film IMAX, lorsque la caméra se déplace à haute vitesse et plonge du haut de falaises abruptes jusqu’au fond de gouffres vertigineux pendant que notre corps reste immobile). On doit également à ces « conflits sensoriels » la sensation de vertige et les nausées associées au mal des transports.

Si les régions du cerveau qui participent à l’évaluation de l’orientation spatiale sont connues depuis un certain temps déjà, personne n’avait encore réussi à démontrer l’existence de neurones distincts capables de signaler la présence de « conflits sensoriels » ni à en expliquer le fonctionnement.

« Nous savions déjà que le cervelet enregistre l’information sensorielle, puis nous pousse à nous déplacer ou à réagir de façon appropriée, explique la professeure Cullen. Or, ce qui est remarquable, c’est que nous avons démontré très clairement pour la première fois comment le cervelet code sélectivement les mouvements inattendus pour ensuite envoyer à notre corps les messages qui nous permettent de conserver notre équilibre. Le fait que les neurones puissent effectuer un calcul aussi exact est à la fois remarquable et surprenant. »

En démontrant que ces « conflits sensoriels » existent et fonctionnent en sélectionnant à la volée l’information sensorielle commandant une réponse, la professeure Cullen et son équipe ont réalisé une avancée importante dans notre compréhension de la façon dont le cerveau fonctionne pour garder notre corps en équilibre lorsque nous nous déplaçons.

Pour réaliser leur étude, les chercheurs ont mesuré l’activité cérébrale chez des macaques engagés dans certaines activités, alors que ceux-ci étaient simultanément soumis à des mouvements inattendus à l’aide d’un appareil semblable à un simulateur de vol.

Pour consulter la version intégrale de l’article publié dans Current Biology : http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(13)00437-5

Cette étude a été financée par le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies et les Instituts de recherche en santé du Canada, et a reçu une subvention des Instituts nationaux de santé.

Références photographiques: Belinda Hankins Miller/Wikimedia Commons

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