{"id":40729,"date":"2025-04-09T18:58:44","date_gmt":"2025-04-09T18:58:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/benin\/politique\/premiere-carte-3d-dun-cerveau-de-souris"},"modified":"2025-04-09T19:28:34","modified_gmt":"2025-04-09T19:28:34","slug":"premiere-carte-3d-dun-cerveau-de-souris","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/benin\/toutes-les-actualites\/premiere-carte-3d-dun-cerveau-de-souris","title":{"rendered":"Premi\u00e8re carte 3D d’un cerveau de souris"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – Benin. <\/strong><\/span>Il ne sert a\u0300 rien de demander l’impossible, comme, par exemple, le sche\u0301ma e\u0301lectrique exact d’un millime\u0300tre cube de tissu ce\u0301re\u0301bral et la fac\u0327on dont tous ses neurones s’activent\u00a0\u00bb, e\u0301crivait en 1979 Francis Crick, co-laure\u0301at du prix Nobel de me\u0301decine pour la de\u0301couverte de la structure de l’ADN. C’est pourtant pre\u0301cise\u0301ment ce qu’ont re\u0301alise\u0301 les 154 scientifiques du MICrONS Project en combinant des millions d’images en microscopie e\u0301lectronique du cortex visuel de souris avec des donne\u0301es d’activation de chaque neurone pendant que l’animal regardait une vide\u0301o. Neuf publications sur ces travaux sont parues dans les revues du journal Nature.<\/p>\n

A l’e\u0301cran, attache\u0301 sur une chaise, Morpheus \u2013 sous les traits de l’acteur Laurence Fishburne \u2013 rele\u0300ve lentement la te\u0302te vers l’agent Smith. Sans transition, un travelling avant sur un chemin forestier e\u0301voque le point de vue d’un promeneur en acce\u0301le\u0301re\u0301. Les clips se succe\u0300dent par dizaine, alternant balades en nature et sce\u0300nes de films ou compe\u0301titions de sport. Face a\u0300 cette succession d’images he\u0301te\u0301roclites, une souris cours sur un tapis roulant, la te\u0302te fixe\u0301e sous un microscope. Ge\u0301ne\u0301tiquement modifie\u0301e, ses neurones e\u0301mettent un signal lumineux lorsqu’ils s’activent et permet aux chercheurs de suivre par la technique de microscopie a\u0300 deux photons l’activation de chacun des 70.000 neurones de son cortex visuel.<\/p>\n

Le choix de cette zone du cerveau a d’abord un inte\u0301re\u0302t pratique. \u00ab\u00a0Le cortex visuel permet de facilement montrer aux animaux des stimuli varie\u0301s\u00a0\u00bb, explique a\u0300 Sciences et Avenir le chercheur Forrest Collman de l’Allen Institute (organisation scientifique ame\u0301ricaine a\u0300 but non lucratif), qui a co-signe\u0301 ces travaux. En outre, et puisque tous les cortex ont des couches et des types de cellules similaires, ce cortex visuel est une bonne porte d’entre\u0301e pour l’e\u0301tude de l’ensemble du cortex, d’une importance fondamentale pour le fonctionnement du cerveau de tous les mammife\u0300res – humains compris.<\/p>\n

Un grain de sable coupe\u0301 en 28.000 tranches<\/b><\/p>\n

En plus de l’enregistrement de l’activite\u0301 ce\u0301re\u0301brale du cortex visuel de la souris, les scientifiques de\u0301cortiquent sa structure en le de\u0301coupant a\u0300 l’aide d’un couteau diamant sur un appareil de pre\u0301cision appele\u0301 \u00ab\u00a0ultramicrotome\u00a0\u00bb. La machine de\u0301coupe ce millime\u0300tre cube de cerveau (un grain de sable !) en 28.000 tranches, mille fois plus fines qu’un cheveu. Les sections ont ensuite e\u0301te\u0301 traite\u0301es par microscopie e\u0301lectronique, cre\u0301ant plus de 100 millions d’images ensuite re\u0301assemble\u0301es nume\u0301riquement et avec des algorithmes d’apprentissage automatique pour obtenir une reconstruction en 3D du volume ce\u0301re\u0301bral, comprenant tous les liens et synapses (connexions entre neurones) au niveau de chaque cellule individuelle.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Imaginez que vous enregistrez tout ce que disent les gens dans une pie\u0300ce, sans savoir a\u0300 qui ils s’adressent. Puis se\u0301pare\u0301ment vous obtenez l’information des groupes qui conversent entre eux. En combinant ces deux jeux de donne\u0301es, vous pouvez comprendre qui dit quoi a\u0300 qui, et c’est l’ide\u0301e de ce projet\u00a0\u00bb, image le chercheur Nuno Mac\u0327arico Da Costa, qui a co-signe\u0301 ces travaux. \u00ab\u00a0Cet ensemble de publications couronne plus de sept ans de travail pour tenter de reconstruire le plus gros volume de cerveau par microscopie e\u0301lectronique jamais de\u0301crit\u00a0\u00bb, pre\u0301cise Forest Collman.<\/p>\n

523 millions de synapses et 200.000 cellules<\/b><\/p>\n

Cette prouesse a permis de de\u0301crire 523 millions de synapses, 200.000 cellules (des neurones et autres cellules support) et quatre kilome\u0300tres d’axones \u2013 ces longues queues des neurones. L’ensemble repre\u0301sente 1,6 pe\u0301tabytes de donne\u0301es, soit 22 ans de vide\u0301o HD en continu, pre\u0301cise l’Allen Institute. Le re\u0301sultat est en libre acce\u0300s et permettra a\u0300 toute la communaute\u0301 scientifique d’explorer le lien entre la structure du cerveau et sa fonction. \u00ab\u00a0Pour comprendre un moteur (de voiture), il est utile non seulement d’avoir une description de toutes ses pie\u0300ces, mais aussi de comprendre comment ces pie\u0300ces fonctionnent ensemble. L’e\u0301quipe MICrONS a applique\u0301 cette ide\u0301e au cerveau\u00a0\u00bb, illustrent les scientfiiques Mariela Petkova et Gregor Schuhknecht, qui n’ont pas participe\u0301 a\u0300 ces travaux, dans un commentaire publie\u0301 dans le me\u0302me journal.<\/p>\n

Les neurones inhibiteurs sont bien plus se\u0301lectifs qu’on ne le pensait<\/b><\/p>\n

Plusieurs des travaux publie\u0301s dans Nature explorent de premie\u0300res avance\u0301es base\u0301es sur cette nouvelle carte de\u0301taille\u0301e d’un fragment de cerveau de souris. \u00ab\u00a0Les neurones inhibiteurs sont beaucoup plus spe\u0301cifiques que certaines the\u0301ories et expe\u0301riences ne l’avaient sugge\u0301re\u0301\u00a0\u00bb, explique Forrest Collman a\u0300 titre d’exemple en citant une des publications. Le MICrONS Project a ainsi re\u0301ve\u0301le\u0301 un niveau de spe\u0301cificite\u0301 et de coordination entre les neurones inhibiteurs (charge\u0301s d’inactiver d’autres neurones) que ce qui e\u0301tait jusque-la\u0300 connu. \u00ab\u00a0De nombreux neurones inhibiteurs n’agissent que sur une sous-population tre\u0300s spe\u0301cifique de cellules excitatrices\u00a0\u00bb, pre\u0301cise Forrest Collman.<\/p>\n

Plus surprenant, les cellules cible\u0301es par ces neurones inhibiteurs peuvent se retrouver dans d’autres populations distinctes de neurones inhibiteurs, comme des quasi doublons ou des \u00ab\u00a0cellules cousines\u00a0\u00bb, comme l’explique le neuroscientifique. Ainsi, si certains travaux avaient pre\u0301ce\u0301demment sugge\u0301re\u0301 que les neurones inhibiteurs se connectaient a\u0300 la plupart des neurones excitateurs proches d’elles dans le cerveau, \u00ab\u00a0il s’agit plus de l’exception que de la re\u0300gle\u00a0\u00bb, en de\u0301duit Forrest Collman.<\/p>\n

Dans d’autres travaux, le MICrONS Project re\u0301ve\u0300le un nouveau principe fondamental de l’organisation du cerveau: les neurones avec un profil de re\u0301ponses (activations) similaire se connectaient pre\u0301fe\u0301rentiellement entre eux, me\u0302me e\u0301loigne\u0301s ge\u0301ographiquement. D’autres encore proposent de repenser la fac\u0327on dont sont classe\u0301s les neurones excitateurs pour utiliser des spectres ou des continuums au lieu de cate\u0301gories de\u0301finies. \u00ab\u00a0La diversite\u0301 morphologique des neurones excitateurs semble mieux comprise en conside\u0301rant des axes de variation pluto\u0302t que des types distincts\u00a0\u00bb, expliquent les auteurs dans la publication.<\/p>\n

Certains anticipent des usages me\u0301dicaux. \u00ab\u00a0Si vous avez une radio en panne et que vous avez le sche\u0301ma du circuit, vous serez mieux a\u0300 me\u0302me de la re\u0301parer\u00a0\u00bb, image Nuno da Costa, chercheur associe\u0301 a\u0300 l’institut Allen. \u00ab\u00a0Nous de\u0301crivons une sorte de Google Maps ou de plan de ce grain de sable. A\u0300 l’avenir, nous pourrons l’utiliser pour comparer le ca\u0302blage ce\u0301re\u0301bral d’une souris en bonne sante\u0301 a\u0300 celui d’un mode\u0300le de maladie.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Vers un cerveau de souris complet<\/b><\/p>\n

Tout impressionnants que soient ces travaux, ils ne sont que le de\u0301but, pointe Forrest Collman. \u00ab\u00a0Les NIH (autorite\u0301s de sante\u0301 ame\u0301ricaines, ndlr) me\u0300nent actuellement un programme appele\u0301 BRAIN CONNECTs dont l’objectif, au cours des quatre prochaines anne\u0301es, est de franchir les barrie\u0300res technologiques qui nous empe\u0302cheraient de re\u0301aliser un cerveau de souris entier\u00a0\u00bb, explique-t-il, anticipant la re\u0301ussite de ce projet sous cinq a\u0300 dix ans.<\/p>\n

Nulle intention en revanche n’est exprime\u0301e quant a\u0300 renouveler l’exploit sur le cerveau humain. \u00ab\u00a0Un cerveau humain entier est environ 1 300 fois plus grand qu’un cerveau de souris, soit 650.000 fois plus grand (que ce que vient de de\u0301crire le MICrONS Project). La re\u0301alisation d’un cerveau humain entier de cette manie\u0300re pose des proble\u0300mes techniques, e\u0301conomiques et e\u0301thiques encore plus importants, et la plupart des scientifiques ne pensent pas qu’il s’agisse d’une solution pratique a\u0300 mettre en \u0153uvre de sito\u0302t\u00a0\u00bb<\/p>\n

Pour plus d’informations et d’analyses sur la Benin<\/span>, suivez Africa-Press<\/span><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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