Neurophysiologie : circuits neuronaux
Circuits oscillants et oscillations neuronales
Rythme alpha (α)

La fréquence des oscillations delta est comprise entre 0,5 et 4 Hz.

Leur amplitude, leur distribution cérébrale et leur organisation temporelle varient selon les structures nerveuses et les états physiologiques.

Le rythme alpha (α) correspond à des oscillations neuronales particulièrement présentes dans les régions occipitales pendant la veille calme, lorsque les yeux sont fermés.

• Le rythme alpha ne correspond pas à une simple absence d'activité cérébrale.
• Il est associé à la régulation de l'excitabilité neuronale et à la sélection des informations traitées par les réseaux cérébraux.

Mécanismes de génération des activités rythmiques

Les oscillations alpha résultent de l'activité coordonnée de réseaux corticaux et thalamocorticaux.

Leur génération et leur synchronisation dépendent des propriétés électrophysiologiques des neurones et des interactions synaptiques au sein de ces réseaux.

1. Les mécanismes corticaux reposent sur les interactions entre populations de neurones excitateurs et inhibiteurs.

Ces interactions peuvent produire des activités oscillatoires dans la bande alpha et contribuer à leur organisation spatiale et temporelle au sein du cortex cérébral.

2. Les mécanismes thalamiques font intervenir différents noyaux thalamiques et leurs connexions avec le cortex cérébral au sein des circuits thalamocorticaux.

La contribution respective des mécanismes corticaux et thalamiques varie selon les régions cérébrales et les conditions physiologiques.

Rythme alpha et fonctions physiologiques

Rythme alpha et états de veille

Le rythme alpha est caractéristique de certaines activités cérébrales observées pendant la veille calme, particulièrement dans les régions corticales du lobe occipital, en particulier le cortex visuel.

1. Lorsque les yeux sont fermés, les oscillations alpha occipitales présentent généralement une amplitude importante.

L'ouverture des yeux provoque habituellement une diminution de leur amplitude, appelée blocage alpha ou désynchronisation alpha.

2. La puissance des oscillations alpha varie également selon l'état attentionnel et les informations sensorielles traitées.

Ces variations montrent que le rythme alpha ne constitue pas simplement un marqueur de repos cérébral.

Rythme alpha et traitement des informations sensorielles

1. Les oscillations alpha sont associées à la modulation de l'excitabilité neuronale des régions corticales impliquées dans le traitement des informations sensorielles.

• Une augmentation de la puissance alpha est souvent associée à une diminution de l'excitabilité ou du traitement des informations dans les régions concernées.
• Inversement, une diminution de la puissance alpha peut accompagner une augmentation de la disponibilité de ces réseaux pour le traitement sensoriel.

Ces relations dépendent de la localisation des oscillations et des conditions expérimentales.

Elles ne correspondent pas à une inhibition systématique de toute activité neuronale.

2. Les oscillations alpha participent à la régulation de l'attention en modulant le traitement des informations pertinentes et non pertinentes ( attention sélective).

• Lorsqu'un organisme porte son attention vers une région de l'espace, la puissance alpha peut diminuer dans les régions corticales traitant les informations attendues.
• À l'inverse, une augmentation de la puissance alpha peut être observée dans les régions traitant des informations qui doivent être ignorées.

Remarque : la diminution de la puissance alpha peut s'accompagner d'une augmentation de l'activité gamma, non systématique, dans les régions corticales impliquées dans le traitement des informations pertinentes.

3. Les oscillations alpha sont également étudiées dans les processus de mémoire de travail, en relation avec le maintien des informations pertinentes et la limitation des interférences.

Couplages du rythme alpha avec les autres oscillations neuronales

1. Les oscillations alpha peuvent présenter des couplages avec d'autres activités oscillatoires, selon différentes modalités.

• Dans le couplage phase-phase, les phases des oscillations alpha et celles d'autres rythmes neuronaux peuvent présenter des relations temporelles organisées.
• Dans le couplage phase-amplitude, l'amplitude d'oscillations plus rapides, comme les oscillations gamma, peut varier en fonction de la phase des oscillations alpha.

2. Leurs propriétés et leurs fonctions dépendent des circuits considérés et des conditions expérimentales.

Retour vers les circuits oscillants