155. NEUROSCIENCES & PSYCHOLOGIE
Pendant le sommeil, la respiration coordonne et agit sur le cerveau endormi
Résumé : Pendant le sommeil, la respiration entraîne et coordonne l'activité neuronale dans tout le système limbique et améliore la consolidation de la mémoire.
Source: LMU
Pendant que nous dormons, le cerveau n'est pas éteint, mais est occupé à "sauver" les souvenirs importants de la journée. Pour y parvenir, les régions du cerveau sont synchronisées afin de coordonner la transmission d'informations entre elles. Pourtant, les mécanismes qui permettent cette synchronisation dans plusieurs régions cérébrales distantes ne sont pas bien compris.
Traditionnellement, ces mécanismes étaient recherchés dans des schémas d'activité corrélés au sein du cerveau. Cependant, les neuroscientifiques du LMU, le professeur Anton Sirota et le Dr Nikolas Karalis, ont maintenant pu montrer que la respiration agit comme un stimulateur cardiaque qui entraîne les différentes régions du cerveau et les synchronise les unes avec les autres.
La respiration est le rythme corporel le plus persistant et le plus essentiel et exerce un fort effet physiologique sur le système nerveux autonome. Il est également connu pour moduler un large éventail de fonctions cognitives telles que la perception, l'attention et la structure de la pensée. Cependant, les mécanismes de son impact sur les fonctions cognitives et le cerveau sont largement inconnus.
Les scientifiques ont réalisé des enregistrements électrophysiologiques in vivo à grande échelle chez la souris, à partir de milliers de neurones à travers le système limbique. Ils ont montré que la respiration entraîne et coordonne l'activité neuronale dans toutes les régions cérébrales étudiées - y compris l'hippocampe, le cortex préfrontal et visuel médian, le thalamus, l'amygdale et le noyau accumbens - en modulant l'excitabilité de ces circuits de manière indépendante de l'olfaction.
Pendant que nous dormons, le cerveau n'est pas éteint, mais est occupé à "sauver" les souvenirs importants de la journée. L'image est dans le domaine public
"Ainsi, nous avons pu prouver l'existence d'un nouveau mécanisme non olfactif, intracérébral, qui rend compte de l'entraînement des circuits distribués par la respiration, que nous avons appelé" décharge corollaire respiratoire ", explique Karalis, qui est actuellement chercheur à l'Université. Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale à Bâle.
"Nos résultats identifient l'existence d'un lien jusque-là inconnu entre les circuits respiratoire et limbique et s'écartent de la croyance habituelle selon laquelle la respiration module l'activité cérébrale via la voie nez-olfactive", souligne Sirota.
Ce mécanisme médiatise la coordination de l'activité liée au sommeil dans ces régions du cerveau, ce qui est essentiel pour la consolidation de la mémoire et fournit les moyens de la co-modulation de la dynamique synchrone des circuits cortico-hippocampiques. Selon les auteurs, ces résultats représentent une avancée majeure et jettent les bases de nouvelles théories mécanistes, qui intègrent le rythme respiratoire comme mécanisme fondamental sous-tendant la communication des systèmes distribués lors de la consolidation de la mémoire.
À propos de cette actualité sur la recherche sur le sommeil
Auteur : Constanze Drewlo
Source : LMU
Contact : Constanze Drewlo – LMU
Image : L'image est dans le domaine public
Recherche originale : libre accès.
" La respiration coordonne la dynamique cortico-hippocampique chez la souris pendant les états hors ligne " par Anton Sirota et al. Communication Nature
Résumé
La respiration coordonne la dynamique cortico-hippocampique chez la souris pendant les états hors ligne
La dynamique des réseaux a été proposée comme substrat mécaniste pour le transfert d'informations à travers les circuits corticaux et hippocampiques. Cependant, on sait peu de choses sur les mécanismes qui synchronisent et coordonnent ces processus dans des régions cérébrales étendues pendant les états hors ligne.
Ici, nous abordons l'hypothèse selon laquelle la respiration agit comme un stimulateur oscillatoire, couplant de manière persistante la dynamique des circuits cérébraux distribués. À l'aide d'enregistrements à grande échelle d'un certain nombre de régions cérébrales corticales et sous-corticales chez des souris comportementales, nous découvrons la présence d'une décharge corollaire respiratoire intracérébrale, qui module l'activité neuronale à travers ces circuits.
Pendant les états hors ligne, la modulation respiratoire sous-tend le couplage des ondulations d'ondes aiguës de l'hippocampe et des transitions d'état corticales DOWN/UP, qui médient la consolidation de la mémoire des systèmes.
Ces résultats mettent en évidence la respiration, un rythme cérébral pérenne, en tant qu'échafaudage oscillatoire pour la coordination fonctionnelle du circuit limbique qui prend en charge la ségrégation et l'intégration du flux d'informations à travers les réseaux neuronaux pendant les états hors ligne.
Février 2022
