Un homard mâche et filtre sa nourriture avec une horloge construite d'une trentaine de neurones — le ganglion stomato-gastrique. Un petit circuit en son sein, le réseau pylorique, produit un rythme si fiable qu'il tourne toute la vie de l'animal sans jamais s'arrêter. Le pattern est triphasique : un groupe pacemaker appelé AB/PD éclate et, par des synapses inhibitrices, fait taire deux cellules suiveuses, LP et PY ; lorsque chaque suiveuse est libérée de l'inhibition, elle rebondit et se déclenche à son tour, donnant la séquence fixe PD → LP → PY, cycle après cycle. Un réseau qui génère un pattern moteur rythmique sans entrée rythmique s'appelle un générateur de pattern central, et le même type de circuit pilote votre propre respiration, marche et mastication.
Cette exposition exécute ce circuit comme trois vrais neurones à relaxation câblés dans le pattern pylorique avec des synapses inhibitrices graduées, et vous regardez le rythme sortir de la dynamique sur l'oscilloscope et dans le ganglion lumineux. La raison pour laquelle ce petit circuit est devenu l'un des systèmes les plus importants de toute la neuroscience est le bouton à gauche. Eve Marder et ses collègues ont passé des décennies à prouver que la sortie d'un circuit n'est pas fixée par son câblage — les neuromodulateurs, des substances chimiques qui baignent le ganglion, reconfigurent les mêmes neurones et synapses en rythmes complètement différents. Tournez le bouton vers le bas et le rythme ralentit et se désagrège ; montez-le, ou choisissez un modulateur comme la dopamine ou la proctoline, et les mêmes trois cellules battent un nouveau pattern. Les connexions n'ont jamais changé.
C'est une idée profonde et légèrement dérangeante : le schéma de câblage n'est pas toute l'histoire. Un cerveau est un instrument chimique autant qu'électrique, et le même réseau peut être de nombreux circuits selon ce qui le baigne. D'un réflexe de guêpe à la carte d'une souris, de la boussole d'une mouche à l'horloge de ce homard, la dernière salle du musée fait un même cas de quatre façons — que le calcul vit dans la dynamique des neurones, et que la dynamique peut être réglée.
Caractéristiques
- Circuit
- Réseau pylorique du ganglion stomato-gastrique (~30 neurones)
- Rythme
- Triphasique PD → LP → PY par pacemaking + rebond post-inhibitoire
- Modèle
- 3 cellules à relaxation, inhibition graduée, connectivité pylorique réelle
- Leçon
- Les neuromodulateurs reconfigurent un circuit en de nombreux rythmes (Marder)
Plus dans Neurosciences
