Les chercheurs de la Salk Institute for Biological Studies estiment avoir mis le doigt sur « une véritable bombe dans le domaine des neurosciences ». « Nos nouvelles mesures concernant la capacité de la mémoire du cerveau multiplient par 10 les estimations précédentes, l'équivalent de 1 pétaoctet, soit la même capacité de grandeur que le World Wide Web » explique le neuroscientifique Terry Sejnowski.
Une reconstitution virtuelle
« Nous avons découvert la clé permettant de comprendre comment les neurones de l'hippocampe fonctionnent avec peu d'énergie, mais à pleine puissance » ajoute le chercheur. Les scientifiques ont étudié les tissus de l'hippocampe du rat, et l'ont reconstruit en 3D pour étudier le centre de la mémoire du cerveau. Ils ont alors constaté, pour la première fois, que les synapses du cerveau - les jonctions entre les neurones - pouvaient changer de dimension, ce qui affecte par la même occasion la capacité de mémoire.La reconstitution 3D a également permis de constater que dans 10% des cas, les synapses se dupliquent. Les chercheurs ont poussé la reconstitution des connectivités neuronales à un niveau nano-moléculaire, à l'aide d'une microscopie de pointe et d'algorithmes de calculs très poussés. « Nous avons été surpris de constater que la différence dans les tailles des paires de synapses étaient très petites, d'environ 8% de différence de taille seulement » explique Tom Bartol, un autre chercheur. « Personne n'imaginait une si petite différence. »
Le cerveau bien plus complexe que prévu
Concrètement, cette révélation autour de la taille des synapses, qui peut varier très subtilement, multiplie le nombre de catégories de synapses existants. Jusque-là, les scientifiques pensaient qu'il n'y en avait que quelques-unes, mais estiment désormais qu'il peut exister jusqu'à 26 catégories différentes. Pour les scientifiques, cette situation démontre que le cerveau a une capacité de mémoire beaucoup plus élevée que précédemment estimé.« Nos découvertes sont de grande envergure. L'apparent chaos et désordre du cerveau s'explique par la taille et la forme des synapses que nous n'avions pas pu voir jusque-là. » Les calculs effectués par les scientifiques suggèrent également que les synapses changent de taille et de capacité en fonction des transmissions neuronales. La réception de 1 500 transmissions réduit la taille des synapses, ce qui prend une vingtaine de minutes, tandis que quelques centaines ont tendance à les agrandir, ce qui prend une à deux minutes. « Cela signifie que toutes les 2 à 20 minutes, vos synapses grandissent ou rétrécissent. Elles s'adaptent en fonction des signaux reçus. »
Une aide dans les avancées informatiques
« Ce fonctionnement du cerveau pourra contribuer à développer des ordinateurs plus efficaces » ajoute Terry Sejnowski. « L'usage d'une transmission probabiliste se révèle être aussi précis, et nécessite beaucoup moins d'énergie, aussi bien pour le cerveau que pour un ordinateur. »A lire également :
