​En combinant des enregistrements du cerveau entier à l'échelle de la cellule unique chez des larves de poisson-zèbre et des méthodes d'apprentissage statistique, les chercheurs ont démontré que les variations de l'activité cérébrale qui se produisent naturellement, c'est-à-dire sans stimulation extérieure, partagent une structure commune entre animaux. En effet, le cerveau n'est jamais totalement « au repos » : même lorsqu'un animal ne reçoit pas de stimulation particulière et n'effectue aucune action spécifique, les neurones continuent de générer des schémas d'activité organisés.

Ces approches ont permis d'identifier des motifs récurrents dans les données et de mettre en évidence des groupes de neurones s'activant ensemble de façon coordonnée. Réparties dans différentes régions du cerveau, ces « assemblées cellulaires » se retrouvent d'un animal à l'autre et constituent les briques élémentaires de l'activité cérébrale.

Les chercheurs ont également développé un nouvel algorithme, appelé LaRBM (Latent-aligned Restricted Boltzmann Machine), permettant de comparer directement l'activité cérébrale entre individus. Grâce à cette approche, il désormais possible de traduire virtuellement un motif d'activité observé chez un poisson dans le cerveau d'un autre poisson, tout en conservant sa cohérence spatiale et statistique.

Figure : Chez la larve de poisson-zèbre, l'activité de dizaines de milliers de neurones peut être enregistrée dans tout le cerveau. Mais les neurones des deux individus ne peuvent pas être comparés un à un. La méthode LaRBM apprend donc non pas une correspondance neurone par neurone, mais un espace commun de motifs d'activité : des groupes de neurones qui s'activent ensemble. Un état cérébral observé chez un poisson peut alors être encodé dans cet espace commun des représentations, puis décodé sous forme d'un état plausible dans le cerveau d'un autre poisson. © M. Dommanget-Kott, J. Fernandez-de-Cossio-Diaz, G. Faye-Bédrin, G. Debrégeas, & V. Bormuth, PNAS 2026​​

Ces travaux suggèrent que les cerveaux des vertébrés utilisent des principes d'organisation communs pour représenter leurs états internes, même lorsque les neurones ne peuvent pas être comparés un à un entre individus. Ils révèlent ainsi l'existence d'un « code » partagé de l'activité cérébrale spontanée.