L'étude du cerveau consiste à mesurer l'activité de milliards de cellules cérébrales individuelles appelées neurones. Par conséquent, de nombreuses techniques de mesure du cerveau produisent des données dont la moyenne est de refléter l'activité de grandes populations de ces neurones. Si tous les neurones se comportent différemment, cela fera la moyenne. Mais, lorsque le comportement des neurones individuels est synchronisé, il produit des oscillations clairement visibles.

La synchronisation est importante pour comprendre le comportement des neurones, ce qui est particulièrement pertinent en ce qui concerne les maladies du cerveau comme la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie et la maladie de Parkinson. Maintenant, un groupe de chercheurs de l'Institut de physique computationnelle et de systèmes complexes de l'Université de Lanzhou, Chine, a utilisé une combinaison de deux modèles informatiques pour étudier l'impact de différents types de neurones sur la synchronisation. L'étude est publiée dans le Revue Physique Européenne B .

Pour étudier les effets sur la synchronisation, les auteurs ont examiné des neurones appelés neurones inhibiteurs, qui agissent pour ralentir ou arrêter l'activité d'autres neurones. De plus, ils ont exploré la probabilité que ces neurones inhibiteurs se déclenchent spontanément ou pas du tout au sein du réseau.

En utilisant des modèles informatiques, les chercheurs ont ensuite construit un réseau de neurones Izhikevich; ils ont également utilisé un modèle de transmission neuronale, appelé modèle Tsodyks-Uziel-Markram (TUM).

Leurs résultats indiquent que les neurones inhibiteurs peuvent avoir un double impact sur les schémas oscillatoires. D'un côté, ils peuvent retarder le déclenchement des neurones, ce qui empêche la synchronisation de se produire. De l'autre, ils peuvent faciliter la transition des schémas oscillatoires, ce qui favorise la synchronisation.

La recherche est importante pour accroître notre compréhension des maladies du cerveau, comme un accident vasculaire cérébral, Alzheimer et épilepsie. "La morbidité toujours croissante des maladies du cerveau rend l'enquête sur ce sujet importante à la fois en psychologie et en médecine", disent les auteurs.