Le cerveau communique selon différentes bandes de fréquences

Abstract

> Les ondes radio sont classées en fonction de leur fréquence (exprimée en Hertz, cycles par seconde) et font l'objet de nombreuses règlementations concernant le partage des fréquences utilisées pour différents usages (radio AM-FM, télévision par satellite, téléphone portable, etc.). Selon des études récentes, il apparait que le cerveau humain utilise également des règles similaires pour la communication entre les différentes régions cérébrales et ce, en utilisant des ondes ou bandes de fréquences qui sont spécifiques à la direction prise pour le transfert des informations. Dans le cerveau, l'ensemble des régions cérébrales dédiées à la vision (c'est-à-dire le cortex visuel, Figure 1A) traite les informations sensorielles en provenance de la rétine en les faisant transiter selon la voie dite ascendante ou feedforward. Cette voie part des aires visuelles primaires (aires visuelles V1, V2 et V4 situées dans le lobe occipital), dites de bas niveau, qui encodent les caractéristiques basiques des stimulus visuels [1] (➜). Les informations visuelles parviennent ensuite aux aires visuelles dites de haut niveau (situées dans les lobes pariétal, temporal et frontal) qui encodent des caractéristiques de plus en plus complexes. Cependant, la perception visuelle requiert également un transfert d'informations dans le sens opposé, selon la voie dite descendante ou feedback. C'est le cas par exemple lorsque l'on décide d'orienter son attention vers un détail précis de la scène visuelle. Cette information de haut niveau peut, via la voie feedback, moduler le traitement de l'information dans les aires de bas niveau afin de favoriser la portion de l'espace contenant le détail intéressant. La perception visuelle, nécessitant l'inté-gration des différents éléments de la scène visuelle, se réalise donc grâce à un fonctionnement en boucle dans lequel se combinent les voies ascendante et descendante. Une question encore en suspens est de savoir comment le cerveau procède à l'organisation de ces différents flux d'informations et de comprendre quels sont les mécanismes utilisés pour éviter qu'ils s'entremêlent. Hiérarchie corticale anatomiqueLes recherches en anatomie, menées entre 1970 et 1990, ont établi que les aires corticales du système visuel sont connectées de façon ordonnée [2,3]. Ces études ont proposé notamment une organisation hiérarchique du cortex qui repose sur une classification des connexions corticales selon deux types majeurs ( Figure 1B) : (1) les connexions dites feedforward, transmettant les informations visuelles selon la voie ascendante et ayant une origine essentiellement supragranulaire 1 (correspondant aux couches corticales I à III) ; et (2) les connexions dites feedback, 1 Le cortex visuel des primates est constitué de six couches laminaires sur une épaisseur d'environ 2 mm en moyenne. Ces couches laminaires sont numérotées de I à VI à partir de la surface corticale. La couche IV est caractéristique car elle est composée de neurones recevant des connexions spécifi-quement du relai thalamique ( Figure 1A Figur...