Biologie · Glossaire

Qu'est-ce que « Plasticité hebbienne, PLT et DLT » ?

Définition 19.2 Biologie universitaire — 3e année · Chapitre 19 — Plasticité neuronale, apprentissage et mémoire

Hebb (1949) proposa que, lorsqu’un neurone présynaptique participe à plusieurs reprises à la décharge d’un neurone postsynaptique, la connexion entre eux se renforce — « les cellules qui déchargent ensemble se câblent ensemble ». La potentialisation à long terme (PLT) en est la forme expérimentale : une brève bouffée de stimulation à haute fréquence d’une voie laisse plus fortes, des heures durant dans une tranche et des semaines durant chez l’animal, les synapses qu’elle a activées. La PLT est spécifique de l’entrée (seules les synapses stimulées changent), associative (une entrée faible appariée à une forte vers la même cellule est potentialisée) et demande une coopérativité entre entrées pour dépolariser la cellule. La dépression à long terme (DLT) en est l’inverse, produite par une activité prolongée à basse fréquence. Dans la plasticité dépendante du temps des potentiels le signe est fixé par l’ordre : un potentiel présynaptique quelques millisecondes avant le postsynaptique renforce la synapse, un potentiel juste après l’affaiblit, dans une fenêtre d’environ 20ms20\,\mathrm{ms} de part et d’autre — de sorte qu’une synapse apprend à prédire, et non seulement à corréler.

Exemples

Exemple 19.5 (Deux entrées)

Un neurone reçoit deux entrées qui sont d’ordinaire actives ensemble, de sorte que C=(10.80.81)C = \begin{pmatrix} 1 & 0.8 \\ 0.8 & 1\end{pmatrix}. Les vecteurs propres sont (1,1)/2(1,1)/\sqrt{2} de valeur propre 1.81.8 et (1,1)/2(1,-1)/\sqrt{2} de valeur propre 0.20.2. En partant de w=(1,0)\mathbf{w} = (1, 0), la règle de Hebb tourne w\mathbf{w} vers (1,1)(1,1) après beaucoup de petits pas : le neurone apprend à répondre aux deux entrées ensemble, et à ignorer les rares occasions où une seule décharge — il a extrait la corrélation. Avec la règle d’Oja les poids se fixent à (0.71,0.71)(0.71, 0.71). C’est en ce sens que les synapses hebbiennes apprennent ce qui va ensemble, et c’est pourquoi la propriété associative de la PLT, qui apparie une entrée faible à une forte, découle de la règle.

Lire dans le chapitre →