Le système de chronométrage interne de votre cerveau peut vous aider à déterminer la rapidité et l’efficacité avec lesquelles vous pensez.
Le cerveau humain gère en permanence des flux d’informations qui se déplacent à des vitesses très différentes. Certains signaux nécessitent des réponses immédiates à des changements soudains de l’environnement, tandis que d’autres impliquent des formes de réflexion plus lentes, telles que l’interprétation du sens, du contexte ou de situations complexes.
Une nouvelle étude de Rutgers Health, publiée dansCommunications naturelles, a examiné comment le cerveau combine ces formes de traitement rapides et lentes via son réseau de connexions de matière blanche. Les chercheurs affirment que cette coordination est essentielle à la cognition, au comportement et à la capacité de réagir efficacement au monde qui nous entoure.
Différentes parties du cerveau sont configurées pour traiter les informations sur des plages de temps spécifiques. Les scientifiques appellent ces modèles des échelles de temps neuronales intrinsèques, ou INT.
"Pour affecter notre environnement par l'action, notre cerveau doit combiner les informations traitées sur différentes échelles de temps", a déclaré Linden Parkes, professeur adjoint de psychiatrie à Rutgers Health et auteur principal de l'étude. "Le cerveau y parvient en exploitant sa connectivité de matière blanche pour partager des informations entre régions, et cette intégration est cruciale pour le comportement humain."
Cartographier les réseaux de communication du cerveau
Pour explorer le fonctionnement de ce système, Parkes et ses collègues ont analysé les données d'imagerie cérébrale multimodale de 960 personnes. L’équipe a créé des cartes détaillées des connexions cérébrales de chaque participant, appelées connectomes, et a utilisé des modèles mathématiques conçus pour suivre l’évolution des systèmes complexes au fil du temps. Cela a permis aux chercheurs d’étudier comment l’information circule à travers les voies de communication du cerveau.
"Notre travail sonde les mécanismes sous-jacents à ce processus chez l'homme en modélisant directement les INT des régions à partir de leur connectivité", a déclaré Parkes, membre principal du Rutgers Brain Health Institute et du Center for Advanced Human Brain Imaging Research. "Cela établit un lien direct entre la manière dont les régions du cerveau traitent les informations localement et la manière dont ce traitement est partagé dans le cerveau pour produire un comportement."
Vitesse cérébrale et capacité cognitive
L’étude a révélé que la disposition des échelles de temps neuronales dans le cortex influence fortement l’efficacité avec laquelle le cerveau effectue la transition entre des modèles d’activité à grande échelle liés au comportement. Les chercheurs ont également constaté que cette organisation diffère d’une personne à l’autre.
"Nous avons découvert que les différences dans la manière dont le cerveau traite les informations à des vitesses différentes contribuent à expliquer pourquoi les capacités cognitives des individus varient", a déclaré Parkes.
L’équipe a également découvert des liens entre ces schémas temporels et les propriétés génétiques, moléculaires et cellulaires des régions du cerveau. Des schémas similaires ont été identifiés chez la souris, ce qui suggère que ces mécanismes pourraient être partagésespèces.
"Notre travail met en évidence un lien fondamental entre la connectivité de la substance blanche du cerveau et ses propriétés informatiques locales", a déclaré Parkes. "Les personnes dont le câblage cérébral est mieux adapté à la manière dont les différentes régions gèrent les informations rapides et lentes ont tendance à présenter une capacité cognitive plus élevée."
Implications pour les troubles de santé mentale
Les chercheurs élargissent désormais leurs travaux pour étudier les troubles neuropsychiatriques, notamment la schizophrénie, le trouble bipolaire et la dépression. Ils espèrent mieux comprendre comment les changements dans la connectivité cérébrale peuvent perturber le traitement de l'information au fil du temps.
Référence : « Inferring intrinsic neural timescales using optimal control theory » par Jason Z. Kim, Richard F. Betzel, Ahmad Beyh, Amber Howell, Amy Kuceyeski, Bart Larsen, Caio Seguin, Xi-Han Zhang, Avram Holmes et Linden Parkes, 26 novembre 2025,Communications naturelles.
DOI : 10.1038/s41467-025-66542-w
L'étude a été menée en collaboration avec Avram Holmes, professeur agrégé de psychiatrie et membre principal du Rutgers Brain Health Institute et du Center for Advanced Human Brain Imaging Research, ainsi que des chercheurs postdoctoraux Ahmad Beyh et Amber Howell, ainsi que Jason Z. Kim de l'Université Cornell.
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Le système de chronométrage interne de votre cerveau peut vous aider à déterminer la rapidité et l’efficacité avec lesquelles vous pensez.
Le cerveau humain gère en permanence des flux d’informations qui se déplacent à des vitesses très différentes. Certains signaux nécessitent des réponses immédiates à des changements soudains de l’environnement, tandis que d’autres impliquent des formes de réflexion plus lentes, telles que l’interprétation du sens, du contexte ou de situations complexes.
Une nouvelle étude de Rutgers Health, publiée dansCommunications naturelles, a examiné comment le cerveau combine ces formes de traitement rapides et lentes via son réseau de connexions de matière blanche. Les chercheurs affirment que cette coordination est essentielle à la cognition, au comportement et à la capacité de réagir efficacement au monde qui nous entoure.
Différentes parties du cerveau sont configurées pour traiter les informations sur des plages de temps spécifiques. Les scientifiques appellent ces modèles des échelles de temps neuronales intrinsèques, ou INT.
"Pour affecter notre environnement par l'action, notre cerveau doit combiner les informations traitées sur différentes échelles de temps", a déclaré Linden Parkes, professeur adjoint de psychiatrie à Rutgers Health et auteur principal de l'étude. "Le cerveau y parvient en exploitant sa connectivité de matière blanche pour partager des informations entre régions, et cette intégration est cruciale pour le comportement humain."
Cartographier les réseaux de communication du cerveau
Pour explorer le fonctionnement de ce système, Parkes et ses collègues ont analysé les données d'imagerie cérébrale multimodale de 960 personnes. L’équipe a créé des cartes détaillées des connexions cérébrales de chaque participant, appelées connectomes, et a utilisé des modèles mathématiques conçus pour suivre l’évolution des systèmes complexes au fil du temps. Cela a permis aux chercheurs d’étudier comment l’information circule à travers les voies de communication du cerveau.
"Notre travail sonde les mécanismes sous-jacents à ce processus chez l'homme en modélisant directement les INT des régions à partir de leur connectivité", a déclaré Parkes, membre principal du Rutgers Brain Health Institute et du Center for Advanced Human Brain Imaging Research. "Cela établit un lien direct entre la manière dont les régions du cerveau traitent les informations localement et la manière dont ce traitement est partagé dans le cerveau pour produire un comportement."
Vitesse cérébrale et capacité cognitive
L’étude a révélé que la disposition des échelles de temps neuronales dans le cortex influence fortement l’efficacité avec laquelle le cerveau effectue la transition entre des modèles d’activité à grande échelle liés au comportement. Les chercheurs ont également constaté que cette organisation diffère d’une personne à l’autre.
"Nous avons découvert que les différences dans la manière dont le cerveau traite les informations à des vitesses différentes contribuent à expliquer pourquoi les capacités cognitives des individus varient", a déclaré Parkes.
L’équipe a également découvert des liens entre ces schémas temporels et les propriétés génétiques, moléculaires et cellulaires des régions du cerveau. Des schémas similaires ont été identifiés chez la souris, ce qui suggère que ces mécanismes pourraient être partagésespèces.
"Notre travail met en évidence un lien fondamental entre la connectivité de la substance blanche du cerveau et ses propriétés informatiques locales", a déclaré Parkes. "Les personnes dont le câblage cérébral est mieux adapté à la manière dont les différentes régions gèrent les informations rapides et lentes ont tendance à présenter une capacité cognitive plus élevée."
Implications pour les troubles de santé mentale
Les chercheurs élargissent désormais leurs travaux pour étudier les troubles neuropsychiatriques, notamment la schizophrénie, le trouble bipolaire et la dépression. Ils espèrent mieux comprendre comment les changements dans la connectivité cérébrale peuvent perturber le traitement de l'information au fil du temps.
Référence : « Inferring intrinsic neural timescales using optimal control theory » par Jason Z. Kim, Richard F. Betzel, Ahmad Beyh, Amber Howell, Amy Kuceyeski, Bart Larsen, Caio Seguin, Xi-Han Zhang, Avram Holmes et Linden Parkes, 26 novembre 2025,Communications naturelles.
DOI : 10.1038/s41467-025-66542-w
L'étude a été menée en collaboration avec Avram Holmes, professeur agrégé de psychiatrie et membre principal du Rutgers Brain Health Institute et du Center for Advanced Human Brain Imaging Research, ainsi que des chercheurs postdoctoraux Ahmad Beyh et Amber Howell, ainsi que Jason Z. Kim de l'Université Cornell.
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