Neurone de Von Economo - Von Economo neuron

Pour les récepteurs sensoriels dans le ventre d'un muscle, voir fuseau musculaire .
Neurone de Von Economo
Spindle-cell.png
Caricature d'une cellule pyramidale normale (à gauche) comparée à une cellule de von Economo (à droite)
Des détails
Emplacement Cortex cingulaire antérieur (ACC) et cortex fronto-insulaire (FI)
Forme Neurone de projection unique en forme de fuseau
Fonction Régulation globale de la cadence de tir et régulation de l'état émotionnel
Connexions présynaptiques Entrée locale vers ACC et FI
Connexions post-synaptiques Frontal et temporel cortex
Termes anatomiques de la neuroanatomie
Micrographie montrant un neurone de von Economo du cingulaire . Coloration HE - LFB .

Les neurones Von Economo ( VEN ), également appelés neurones fusiformes , sont une classe spécifique de neurones corticaux mammifères caractérisés par un grand soma (ou corps) en forme de fuseau se rétrécissant progressivement en un seul axone apical (la ramification qui transmet les signaux) dans une direction, avec une seule dendrite (la ramification qui reçoit les signaux) face à face. D'autres neurones corticaux ont tendance à avoir de nombreuses dendrites, et la morphologie bipolaire des neurones de von Economo est unique ici.

Les neurones de Von Economo se trouvent dans deux régions très restreintes du cerveau des hominidés ( humains et autres grands singes ) : le cortex cingulaire antérieur (ACC) et le cortex fronto-insulaire (FI) (qui composent chacun le réseau de saillance ). En 2008, ils ont également été trouvés dans le cortex préfrontal dorsolatéral de l'homme. Les neurones von Economo sont également présents dans le cerveau de nombreux cétacés , éléphants d' Afrique et d' Asie et, dans une moindre mesure, chez les singes macaques et les ratons laveurs . L'apparition de neurones de von Economo dans des clades éloignés suggère qu'ils représentent une évolution convergente  - en particulier, comme une adaptation pour s'adapter à la taille croissante du cerveau de ces animaux éloignés.

Les neurones Von Economo ont été découverts et décrits pour la première fois en 1929 par le psychiatre et neurologue autrichien Constantin von Economo (1876-1931).

Fonction

Les neurones de Von Economo sont des cellules relativement grandes qui peuvent permettre une communication rapide entre les cerveaux relativement grands des grands singes , des éléphants et des cétacés . Bien que rares par rapport aux autres neurones, les neurones von Economo sont abondants et relativement grands chez l'homme ; ils sont cependant trois fois plus abondants chez les cétacés .

Signification évolutive

La découverte des neurones von Economo dans diverses espèces de baleines a conduit à suggérer qu'ils sont "une possible adaptation neuronale obligatoire dans de très gros cerveaux, permettant un traitement et un transfert rapides de l'information le long de projections très spécifiques et qui ont évolué en relation avec les comportements sociaux émergents". La présence apparente de ces neurones spécialisés uniquement chez les mammifères hautement intelligents peut être un exemple d' évolution convergente .

Leur restriction parmi les primates aux grands singes conduit à l'hypothèse qu'ils se sont développés il y a au plus 15 à 20 millions d'années, avant la divergence des orangs-outans des grands singes africains. Récemment, des formes primitives de neurones von Economo ont également été découvertes dans le cerveau des singes macaques et des ratons laveurs.

Dans le cortex cingulaire antérieur

En 1999, le neuroscientifique américain John Allman et ses collègues du California Institute of Technology ont publié pour la première fois un rapport sur les neurones von Economo trouvés dans le cortex cingulaire antérieur (ACC) des hominidés, mais pas d'autres espèces. Les volumes neuronaux des neurones ACC von Economo étaient plus importants chez les humains et les bonobos ( Pan paniscus ) que les neurones von Economo du chimpanzé , du gorille et de l' orang - outan .

Allman et ses collègues ont creusé au-delà du niveau de l'infrastructure cérébrale pour étudier comment les neurones de von Economo fonctionnent au niveau superstructural, en se concentrant sur leur rôle de «contrôleurs du trafic aérien pour les émotions ... au cœur des circuits émotionnels sociaux humains, y compris un sens moral". L'équipe d'Allman propose que les neurones de von Economo aident à canaliser les signaux neuronaux des profondeurs du cortex vers des parties relativement éloignées du cerveau. Plus précisément, l'équipe d'Allman a découvert que les signaux de l'ACC sont reçus dans l'aire de Brodmann 10 , dans le cortex polaire frontal, où l' on pense que la régulation de la dissonance cognitive (homonymie entre les alternatives) se produit. Selon Allman, ce relais neuronal semble véhiculer la motivation à agir et concerne la reconnaissance de l'erreur. La maîtrise de soi - et l'évitement des erreurs - sont ainsi facilitées par la fonction de contrôle d'accès exécutif de l'ACC, car elle régule les schémas d'interférence des signaux neuronaux entre ces deux régions cérébrales.

Chez l'homme, une émotion intense active le cortex cingulaire antérieur, car elle relaie les signaux neuronaux transmis de l' amygdale (un centre de traitement principal des émotions) au cortex frontal , peut-être en fonctionnant comme une sorte de lentille pour focaliser la texture complexe des interférences des signaux neuronaux. motifs. L'ACC est également actif lors de tâches exigeantes nécessitant du jugement et de la discrimination et lorsque des erreurs sont détectées par un individu. Au cours de tâches difficiles, ou lors de l'expérience d'un amour, d'une colère ou d'un désir intense, l'activation de l'ACC augmente. Dans les études d'imagerie cérébrale, l'ACC s'est spécifiquement révélée active lorsque les mères entendent les bébés pleurer, ce qui souligne son rôle dans l'obtention d'un degré accru de sensibilité sociale.

L'ACC est une région corticale relativement ancienne et est impliquée dans de nombreuses fonctions autonomes , y compris les fonctions motrices et digestives, tout en jouant également un rôle dans la régulation de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque. Des capacités olfactives et gustatives importantes de l'ACC et du cortex fronto-insulaire semblent avoir été usurpées, au cours de l'évolution récente, pour servir des rôles améliorés liés à une cognition supérieure - allant de la planification et de la conscience de soi au jeu de rôle et à la tromperie. La fonction olfactive diminuée des humains, par rapport à d'autres primates, peut être liée au fait que les neurones de von Economo situés aux hubs cruciaux du réseau neuronal n'ont que deux dendrites plutôt que plusieurs, ce qui entraîne une intégration neurologique réduite.

Dans le cortex fronto-insulaire

Lors d'une réunion de la Society for Neuroscience en 2003, Allman a rendu compte des neurones de von Economo que son équipe a découverts dans une autre région du cerveau, le cortex fronto-insulaire, une région qui semble avoir subi d'importantes adaptations évolutives de l'humanité - il y a peut-être aussi récemment que 100 000 ans.

Ce cortex fronto-insulaire est étroitement lié à l' insula , une région qui a à peu près la taille d'un pouce dans chaque hémisphère du cerveau humain. L'insula et le cortex fronto-insulaire font partie du cortex insulaire , dans lequel se trouvent les circuits élaborés associés à la conscience spatiale , et où la conscience de soi et les complexités de l'émotion sont censées être générées et vécues. De plus, cette région de l'hémisphère droit est cruciale pour la navigation et la perception des rotations tridimensionnelles.

Concentrations

Cortex cingulaire antérieur

Le plus grand nombre de neurones ACC von Economo se trouve chez l'homme, moins chez les grands singes graciles et moins chez les grands singes robustes. Chez les humains comme chez les bonobos, on les trouve souvent en grappes de 3 à 6 neurones. On les trouve chez les humains , les bonobos , les chimpanzés , les gorilles , les orangs - outans , certains cétacés et les éléphants . Alors que les quantités totales de neurones ACC von Economo n'ont pas été rapportées par Allman dans son rapport de recherche fondateur (comme ils l'étaient dans un rapport ultérieur décrivant leur présence dans le cortex fronto-insulaire, ci-dessous), l'analyse initiale de son équipe de la couche V de l'ACC chez les hominidés a révélé un moyenne de ~9 neurones de von Economo par section pour les orangs-outans (rare, 0,6% des cellules de section), ~22 pour les gorilles (fréquents, 2,3%), ~37 pour les chimpanzés (abondants, 3,8%), ~68 pour les bonobos (abondants/ grappes, 4,8 %), ~89 pour les humains (abondants/grappes, 5,6 %).

Cortex fronto-insulaire

Tous les primates examinés avaient plus de neurones von Economo dans le fronto-insula de l'hémisphère droit que dans le gauche. Contrairement au nombre plus élevé de neurones von Economo trouvés dans l'ACC des bonobos graciles et des chimpanzés , le nombre de neurones fronto-insulaires von Economo était beaucoup plus élevé dans le cortex des gorilles robustes (aucune donnée pour les orangs-outans n'a été fournie). Un humain adulte en avait 82 855, un gorille en avait 16 710, un bonobo en avait 2 159 et un chimpanzé en avait à peine 1 808 – malgré le fait que les chimpanzés et les bonobos sont les grands singes les plus proches des humains.

Cortex préfrontal dorsolatéral

Les neurones de Von Economo ont été localisés dans le cortex préfrontal dorsolatéral des humains et des éléphants. Chez l'homme, ils ont été observés en concentration plus élevée dans la zone 9 de Brodmann (BA9) - principalement isolés ou en grappes de 2, tandis que dans la zone 24 de Brodmann (BA24), ils ont été trouvés principalement en grappes de 2 à 4.

Signification clinique

Le développement anormal des neurones de von Economo peut être lié à plusieurs troubles psychotiques, typiquement ceux caractérisés par des distorsions de la réalité, des troubles de la pensée, des troubles du langage et un retrait des contacts sociaux. Des états altérés des neurones de von Economo ont été impliqués à la fois dans la schizophrénie et l' autisme , mais la recherche sur ces corrélations reste à un stade très précoce. La démence frontotemporale implique la perte de la plupart des neurones de von Economo. Une première étude suggérait que la maladie d'Alzheimer ciblait spécifiquement les neurones de von Economo ; cette étude a été réalisée avec des cerveaux d'Alzheimer en phase terminale dans lesquels la destruction cellulaire était répandue, mais plus tard, il a été découvert que la maladie d'Alzheimer n'affecte pas les neurones de von Economo.

Les références

Références générales

Liens externes