Les scientifiques ont découvert de mystérieux signaux en spirale dans le cerveau humain qui tourbillonnent comme des vortex. Les chercheurs ne savent pas encore exactement ce qui crée des signaux en spirale, mais ils peuvent être importants pour l’activité cérébrale complexe.
Des scientifiques de l’Université de Sydney et de l’Université de Fudan ont découvert ces ondes cérébrales spirales naturelles se propageant à travers la couche externe du cerveau.
« Ces motifs en spirale présentent une dynamique complexe lorsqu’ils se déplacent sur la surface du cerveau et tournent autour de points centraux. Très similaire à la façon dont les tourbillons agissent dans la turbulence », a déclaré le professeur agrégé Pulin Gong de l’Université de Sydney.
Les signaux ont été détectés en scannant le cerveau de 100 jeunes adultes en bonne santé à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Ils sont apparus à la fois pendant le repos d’une personne et pendant l’exécution de toutes les tâches.
Ces spirales ont été observées dans le cortex cérébral. Cette zone est responsable de diverses fonctions cognitives, notamment la perception, la mémoire, l’attention, la parole et la conscience.
L’équipe émet l’hypothèse que les ondes cérébrales en spirale organisent les processus cognitifs en fonctionnant comme un lien qui relie différentes parties du cerveau. Cela peut permettre à notre cerveau de traiter les informations plus rapidement lors de l’exécution d’actions complexes.
Ces signaux hélicoïdaux semblent provenir de « frontières » dans le cerveau qui séparent normalement différentes zones fonctionnelles. L’hélice relie très probablement des régions distinctes d’un réseau par le mouvement, permettant une transmission optimale des commandes entre différents réseaux cérébraux.
« Nous avons observé que ces bobines cérébrales en interaction permettent une reconfiguration flexible de l’activité cérébrale lors de diverses tâches de traitement du langage naturel et de mémoire de travail, qu’elles réalisent en modifiant le sens de rotation », a déclaré Yiben Xu, étudiant diplômé et auteur principal de cette étude.
Le rôle exact de ces tourbillons cérébraux est inconnu, mais ils peuvent être utiles pour comprendre le développement de troubles cérébraux. Le cortex cérébral est affecté par plusieurs maladies neurologiques, dont la maladie d’Alzheimer.
Ces signaux en spirale sont susceptibles d’être altérés chez les personnes souffrant de l’un de ces troubles cérébraux. Les experts médicaux peuvent utiliser ces connaissances pour étudier le rôle du mouvement en spirale dans les maladies du cerveau.
Les auteurs de l’étude soulignent que les résultats obtenus peuvent être utilisés pour créer des machines informatiques avancées pour étudier les opérations complexes qui sous-tendent le cerveau.
« Des interactions complexes entre de nombreuses hélices coexistantes pourraient permettre au calcul neuronal d’être effectué de manière distribuée et parallèle, conduisant à une efficacité de calcul remarquable », a ajouté Gong.
L’équipe a mentionné que la compréhension du fonctionnement de l’hélice peut aider à mieux comprendre les fonctions fondamentales du cerveau.
L’étude est publiée dans la revue Nature Human Behavior.
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