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La preuve physiologique influence le traitement sain dans la région auditive du cerveau

Pour la première fois, les chercheurs ont fourni la preuve physiologique qu'un système dominant de neuromodulation - un groupe de neurones qui règlent le fonctionnement des neurones plus spécialisés - influence fortement le son traitant dans une région auditive importante du cerveau. Le neuromodulateur, acétylcholine, peut même aider les circuits auditifs principaux de cerveau pour discerner la parole du bruit.

Tandis que le phénomène de l'influence de ces modulateurs a été étudié au niveau du néocortex, où les calculs les plus complexes du cerveau se produisent, il a été rarement étudié aux niveaux plus principaux du cerveau. »

R. Michael Burger, professeur, neurologie, Université de Lehigh

Le stagiaire d'hamburger et de Lehigh Ph.D. Chao Zhang avec des collaborateurs Nichole Beebe et Brett Schofield d'université médicale du nord-est de l'Ohio et Michael Pecka d'université Munich de Ludwig-Maximilians a conduit la recherche. Les découvertes ont été décrites dans un article, « des réactions Son-évoquées Modulates de signalisation cholinergiques endogènes du noyau médial du fuselage de trapèze, » publié plus tôt ce mois-ci dans le tourillon de la neurologie. Les éditeurs de tourillon ont montré l'article comme « remarquable » et lui a été compris dans « la recherche décrite » pour sa signification particulière vers la communauté scientifique.

« Cette étude portera vraisemblablement une attention neuve dans le domaine aux voies desquelles circuite comme ceci, largement considérées celle « simples », sont en fait hautement complexe et sujet à l'influence modulatory comme des régions plus élevées du cerveau, » dit l'hamburger.

L'équipe a réalisé des expériences et l'analyse électrophysiologiques de caractéristiques pour expliquer que l'entrée de l'acétylcholine de neurotransmetteur, un neuromodulateur dominant dans le cerveau, influences le codage d'information acoustique par le noyau médial du fuselage de trapèze (MNTB), la source la plus importante d'inhibition à plusieurs noyaux principaux dans l'appareil auditif inférieur. Des neurones de MNTB précédemment ont été considérés de calcul simples, pilotés par une grande synapse excitatoire unique et influencés par les entrées inhibitrices locales. L'équipe explique qu'en plus de ces entrées, la modulation d'acétylcholine améliore la discrimination neurale des sons des stimulus de bruit, qui peuvent contribuer à traiter les signaux acoustiques importants tels que la parole. Supplémentaire, ils décrivent les projections anatomiques nouvelles qui fournissent l'acétylcholine entrée au MNTB.

L'hamburger étudie le circuit des neurones qui « sont câblés ensemble » afin d'effectuer le fonctionnement spécialisé de calculer l'emplacement dont les sons émanent dans l'espace. Il décrit des neuromodulateurs comme plus grands, moins de circuits de détail qui ont recouvert les plus hautement spécialisés.

« Cette modulation semble aider ces neurones pour trouver les signes faibles dans le bruit, » dit l'hamburger. « Vous pouvez penser à cette modulation comme apparenté à changer de vitesse la position d'une antenne pour éliminer la charge statique pour votre station de radio préférée. »

« En cet article, nous prouvons que les circuits modulatory exercent un effet profond sur des neurones dans les circuits sains de localisation, au niveau fondamental très bas de l'appareil auditif, » ajoute Zhang.

De plus, pendant cette étude, les chercheurs ont recensé pour la première fois un ensemble de liens complet inconnus dans le cerveau entre les centres modulatory et ce domaine important de l'appareil auditif.

L'hamburger et le Zhang pensent que ces découvertes pourraient jeter la lumière neuve sur la cotisation du neuromodulation aux procédés de calcul principaux dans les circuits auditifs de tronc cérébral, et cela il a également des implications pour comprendre comment l'autre information sensorielle est traitée dans le cerveau.

Source:
Journal reference:

Zhang, C., et al. (2020) Endogenous Cholinergic Signaling Modulates Sound-evoked Responses of Medial Nucleus of Trapezoid Body. Journal of Neuroscience. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1633-20.2020.