Ce que les vibrisses disent au cerveau tactile

Abstract

Le système des vibrisses des rongeurs est devenu un des modèles principaux pour l’étude des propriétés fonctionnelles des neurones sensoriels. Ceci est dû, d’une part, à la structure très bien connue des voies afférentes qui relient les mécanorécepteurs à la base des vibrisses au cortex somatosensoriel primaire et, d’autre part, à l’accessibilité des senseurs tactiles permettant de contrôler l’entrée sensorielle à l’échelle du micron et de la milliseconde. L’observation de l’utilisation des vibrisses par le rongeur indique que les contacts avec des objets et des textures se font avec des dizaines de vibrisses simultanément. Nous avons exploré le codage neuronal dans le cortex à tonneaux, le cortex qui reçoit les informations depuis les vibrisses. En combinant enregistrements multi-électrodes et stimulation tactile multivibrissales avec une analyse théorique, nous avons mis en évidence que plusieurs types de réponses neuronales, semblables à celles décrites dans des aires différentes du système visuel, coexistent dans le même volume cortical. Ceci indique que des schémas de codage variés peuvent être implémentés dans le même réseau cortical et seraient mis en jeu pour analyser au mieux les stimulations tactiles diverses et changeantes auxquelles sont confrontés les rongeurs dans leur environnement naturel.

The rodent whisker system became one of the main system models for the study of the functional properties of sensory neurons. This is due on one hand to the detailed knowledge that we have on the afferent pathways linking the mechanoreceptors in the follicles to the primary somatosensory cortex and on the other hand to the possibility of controlling the sensory input at a micrometer and millisecond scale. The observation of the natural use of the whiskers by rodents indicates that exploration of objects and textures imply multiple contacts with tens of whiskers simultaneously. We have studied the neural code in the barrel cortex, which receives tactile information from the whiskers. By combining multi-electrode recordings and controlled multiwhisker tactile stimulation with theoretical analysis, we have observed a dependence of neural responses on the statistics of the sensory input. Several classes of neuronal responses, similar to those described in a number of cortical visual areas, were observed in the same cortical volume, indicating that various coding schemes are implemented in the same cortical network and can be put into play differentially to cope with the changing statistics of the peripheral stimuli.