Qu’est-ce que l’inhibition latérale ? Définition et exemples

Inhibition latérale est le processus par lequel les neurones stimulés inhibent l’activité des neurones voisins. Dans l’inhibition latérale, les signaux nerveux vers les neurones voisins (positionnés latéralement par rapport aux neurones excités) sont diminués. L’inhibition latérale permet au cerveau de gérer les apports environnementaux et d’éviter la surcharge d’informations. En amortissant l’action de certaines entrées sensorielles et en renforçant l’action des autres, l’inhibition latérale contribue à affiner la perception sensorielle de la vue, du son, du toucher et de l’odorat.

Key Takeaways : Inhibition latérale

• L’inhibition latérale implique la suppression des neurones par d’autres neurones. Les neurones stimulés inhibent l’activité des neurones voisins, ce qui contribue à aiguiser notre perception sensorielle.
• L’inhibition visuelle améliore la perception des contours et augmente le contraste des images visuelles.
• L’inhibition tactile améliore la perception de la pression exercée sur la peau.
• L’inhibition auditive améliore le contraste sonore et aiguise la perception des sons.

Notions de base sur les neurones

Les neurones sont des cellules du système nerveux qui envoient, reçoivent et interprètent les informations provenant de toutes les parties du corps. Les principaux composants d’un neurone sont le corps de la cellule, les axones et les dendrites. Les dendrites s’étendent à partir du neurone et reçoivent des signaux d’autres neurones, le corps cellulaire est le centre de traitement d’un neurone, et les axones sont de longs processus nerveux qui se ramifient à leur extrémité terminale pour transmettre des signaux à d’autres neurones.

La conduction du potentiel d’action à travers un axone myélinisé et un axone non myélinisé.

Les neurones communiquent des informations par le biais d’impulsions nerveuses, ou potentiels d’action. Les impulsions nerveuses sont reçues au niveau des dendrites neuronales, passent à travers le corps cellulaire et sont transportées le long de l’axone jusqu’aux branches terminales. Bien que les neurones soient proches les uns des autres, ils ne se touchent pas vraiment mais sont séparés par un espace appelé fente synaptique. Les signaux sont transmis du neurone pré-synaptique au neurone post-synaptique par des messagers chimiques appelés neurotransmetteurs. Un neurone peut établir des connexions avec des milliers d’autres cellules au niveau des synapses, créant ainsi un vaste réseau neuronal.

Comment fonctionne l’inhibition latérale

Dans l’inhibition latérale, l’activation d’une cellule principale recrute un interneurone, qui, à son tour, supprime l’activité des cellules principales environnantes.

Dans l’inhibition latérale, certains neurones sont stimulés à un degré plus élevé que d’autres. Un neurone fortement stimulé (neurone principal) libère des neurotransmetteurs excitateurs aux neurones le long d’une voie particulière. Dans le même temps, le neurone principal hautement stimulé active les interneurones du cerveau qui inhibent l’excitation des cellules positionnées latéralement. Les internurones sont des cellules nerveuses qui facilitent la communication entre le système nerveux central et les neurones moteurs ou sensoriels. Cette activité crée un plus grand contraste entre les différents stimuli et permet de se concentrer davantage sur un stimulus vif. L’inhibition latérale se produit dans les systèmes sensoriels du corps, y compris les systèmes olfactif, visuel, tactile et auditif.

Inhibition visuelle

L’inhibition latérale se produit dans les cellules de la rétine, ce qui entraîne une amélioration des bords et un contraste accru des images visuelles. Ce type d’inhibition latérale a été découvert par Ernst Mach, qui a expliqué l’illusion visuelle connue aujourd’hui sous le nom de Bandes Mach en 1865. Dans cette illusion, des panneaux de teintes différentes placés les uns à côté des autres apparaissent plus clairs ou plus foncés aux transitions malgré l’uniformité de la couleur à l’intérieur d’un panneau. Les panneaux apparaissent plus clairs à la bordure avec un panneau plus sombre (côté gauche) et plus sombres à la bordure avec un panneau plus clair (côté droit).

Bandes de Mach.

Les bandes plus sombres et plus claires aux transitions ne sont pas vraiment là mais sont le résultat d’une inhibition latérale. Les cellules rétiniennes de l’œil qui reçoivent une stimulation plus importante inhibent les cellules environnantes dans une plus grande mesure que les cellules qui reçoivent une stimulation moins intense. Les récepteurs de lumière recevant une entrée du côté plus clair des bords produisent une réponse visuelle plus forte que les récepteurs recevant une entrée du côté plus sombre. Cette action sert à renforcer le contraste aux frontières, rendant les bords plus prononcés.

Contraste simultané est également le résultat d’une inhibition latérale. En contraste simultané, la luminosité d’un arrière-plan affecte la perception de la luminosité d’un stimulus. Le même stimulus apparaît plus clair sur un fond sombre et plus sombre sur un fond clair.

Les deux barres sont de la même nuance de gris partout, mais elles apparaissent plus claires en haut (sur un fond sombre) qu’en bas (sur un fond clair).

Dans l’image ci-dessus, deux rectangles de largeur différente et de couleur uniforme (gris) sont placés sur un fond avec un dégradé de foncé à clair du haut vers le bas. Les deux rectangles apparaissent plus clairs en haut et plus foncés en bas. En raison de l’inhibition latérale, la lumière provenant de la partie supérieure de chaque rectangle (sur un fond plus sombre) produit une réponse neuronale plus forte dans le cerveau que la même lumière provenant des parties inférieures des rectangles (sur un fond plus clair).

Inhibition tactile

L’inhibition latérale se produit également dans la perception tactile, ou somatosensorielle. Les sensations tactiles sont perçues par l’activation de récepteurs neuronaux dans la peau. La peau possède de multiples récepteurs qui perçoivent la pression appliquée. L’inhibition latérale renforce le contraste entre les signaux tactiles forts et faibles. Les signaux plus forts (au point de contact) inhibent les cellules voisines dans une plus grande mesure que les signaux plus faibles (périphériques au point de contact). Cette activité permet au cerveau de déterminer le point de contact exact. Les zones du corps où l’acuité du toucher est plus grande, comme le bout des doigts et la langue, ont un champ de réception plus petit et une plus grande concentration de récepteurs sensoriels.

Inhibition auditive

On pense que l’inhibition latérale joue un rôle dans l’audition et la voie auditive du cerveau. Les signaux auditifs voyagent de la cochlée de l’oreille interne au cortex auditif des lobes temporaux du cerveau. Les différentes cellules auditives répondent plus efficacement aux sons à des fréquences spécifiques. Les neurones auditifs recevant une plus grande stimulation de sons à une certaine fréquence peuvent empêcher d’autres neurones de recevoir moins de stimulation de sons à une fréquence différente. Cette inhibition proportionnelle à la stimulation contribue à améliorer le contraste et à affiner la perception des sons. Des études suggèrent également que l’inhibition latérale est plus forte des basses aux hautes fréquences et aide à ajuster l’activité des neurones dans la cochlée.

Sources

• Bekesy, G. Von. « Inhibition latérale de type Mach Band dans différents organes des sens. » The Journal of General Physiology, vol. 50, no. 3, 1967, p. 519-532, doi:10.1085/jgp.50.3.519.
• Fuchs, Jannon L., et Paul B. Drown. « Discriminabilité en deux points : Relation avec les propriétés du système somatosensoriel ». Somatosensory Research, vol. 2, no. 2, 1984, pp. 163-169, doi:10.1080/07367244.1984.11800556.
• Jonas, Peter, et Gyorgy Buzsaki. « Inhibition neurale ». Scholarpedia, www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition.
• Okamoto, Hidehiko, et al. « Asymmetric Lateral Inhibitory Neural Activity in the Auditory System : a Magnetoencephalographic Study ». BMC Neuroscience, vol. 8, no. 1, 2007, p. 33, doi:10.1186/1471-2202-8-33.
• Shi, Veronica, et al. « Effet de la largeur du stimulus sur le contraste simultané ». PeerJ, vol. 1, 2013, doi:10.7717/peerj.146.