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CERVEAU: Le réseau était presque parfait

Actualité publiée il y a 4 années 8 mois 3 semaines
Nature Communications

Un réseau presque idéal de connexions qui assure une transmission optimale de l'information d'une partie du cerveau à l'autre, est révélé par cette cartographie développée par cette équipe de la Northeastern University. Ces travaux, présentés dans la revue Nature Communications non seulement confirment les progrès de notre évolution mais apportent une toute nouvelle compréhension du développement des troubles neurologiques. Finalement ils ouvrent l’espoir de nouvelles thérapies consistant à intervenir sur les connexions déficientes.

« Un réseau de connexions optimal dans le cerveau devrait avoir le plus petit nombre de connexions possibles, pour minimiser l'énergie et en même temps une « navigabilité » maximale c'est-à-dire proposer les voies les plus directes pour acheminer des signaux provenant d'une source vers toutes ses destinations possibles », explique l'auteur principal, Dmitri Krioukov, professeur agrégé au Département de physique de l'université. Son équipe étudie les réseaux, ceux liés aux bases de données massives ou ceux qui équipent nos cerveaux. Dans cette étude, l'équipe a d'abord utilisé des modèles statistiques complexes pour construire la carte d'un réseau cérébral idéal qui assure l'optimisation du transfert d'informations. Ils ont ensuite comparé cette carte théorique à la carte réelle du cerveau.


89% des connexions imaginées de manière théorique existent dans la réalité. Pour les chercheurs c'est une satisfaction de voir que l'évolution a mené le cerveau humain à un état très proche de ce que leur algorithme est capable d'«imaginer ». Ainsi, le schéma ci-contre présente en turquoise les connexions du cerveau idéal et en rouge, les connexions présentes dans les deux cerveaux théorique et réel.

Mais c'est aussi le signe que c'est la fonction -ici la navigabilité- qui fait la structure. Donc passer par l'étude des connexions et identifier les sites de rupture peut permettre de comprendre pourquoi certaines maladies neurologiques se développent et rechercher de nouveaux médicaments ou de nouvelles techniques chirurgicales pour les réparer ou les contourner. En gros, expliquent les auteurs, il s'agit de réparer le réseau malade afin qu'il puisse reprendre son fonctionnement normal.

Enfin, le modèle développé, au départ pour le cerveau et basé sur cette fonction de navigabilité, pourrait s'avérer également applicable au contrôle ou au développement de toutes sortes de réseaux informatiques, sur Internet, routiers ou ferroviaires…

Source: Nature Communications 3 July 2015 doi:10.1038/ncomms8651 Navigable networks as Nash equilibria of navigation games (Visuel@Krioukov)

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