Les nombreuses sensations différentes que notre corps éprouve s'accompagnent d'échanges d'informations profondément complexes au sein du cerveau, et la sensation de douleur ne fait pas exception. Jusque là, la recherche a montré comment l'intensité de la douleur peut être directement liée à des modèles spécifiques d'oscillation de l'activité cérébrale, qui sont altérés par l'activation et la désactivation des « interneurones » reliant différentes régions du cerveau. Cependant, on ne sait toujours pas comment le processus est affecté par les interneurones « inhibiteurs », qui empêchent les messages chimiques de passer entre ces régions. Grâce à de nouvelles recherches publiées dans EPJ B , chercheurs dirigés par Fernando Montani à l'Instituto de Física La Plata, Argentine, montrent que les interneurones inhibiteurs représentent 20 % des circuits cérébraux nécessaires au traitement de la douleur.

La découverte représente une avancée significative dans la compréhension des chercheurs de la façon dont notre corps et notre cerveau réagissent à la douleur. Le circuit sous-jacent du processus douloureux implique une configuration spécifique d'interneurones, chacun d'eux relie des paires spécifiques de régions, ou « nœuds » dans le cerveau. Surtout, une certaine fraction de ces neurones sera inhibitrice; varier la force des connexions qu'ils fournissent. Pour créer un modèle biologiquement plausible, Montani et ses collègues devraient d'abord considérer tous les liens possibles entre des paires spécifiques de nœuds, et déterminer leurs forces relatives. Au sein d'une structure aussi complexe que le cerveau, cependant, il serait pratiquement impossible de le faire en considérant chaque configuration individuellement.

Les chercheurs ont surmonté ce problème en utilisant la « théorie des graphes, ' qui étudie les structures constituées d'ensembles de nœuds, qui s'influencent mutuellement via des liens de forces variables. En utilisant une nouvelle approche statistique, ils ont estimé les signaux produits par chaque région d'un cerveau virtuel dans une configuration donnée, et dans quelle mesure ils s'écartent des valeurs réalistes. A partir de leurs premières estimations, L'équipe de Montani pourrait alors construire un graphe réaliste en renforçant et en affaiblissant les influences de certains liens. Leur analyse a révélé qu'une configuration où 20% de tous les interneurones associés au processus de la douleur sont inhibiteurs de la transmission de l'information.