Une nouvelle cartographie des neurorécepteurs du cerveau

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Une nouvelle cartographie des neurorécepteurs du cerveau
Une nouvelle cartographie des neurorécepteurs du cerveau

Africa-Press – Djibouti. Dans une interview pour Le Point, Yves Agid, neurologue et membre fondateur de l’institut du cerveau et de la Moelle épinière (ICM) en France, déclarait : “le cerveau est en petit ce que l’Univers est en grand”. En effet, le cerveau humain, avec, en moyenne, une taille de 1 350 centimètres cubes, est toujours l’objet d’études approfondies pour déterminer son fonctionnement. On peut penser par exemple aux recherches de Michel Jouvet, neurobiologiste et onirologue, qui montra les mécanismes étonnants du cerveau avec la notion de “sommeil paradoxal”, pour expliquer cet état du sommeil dans lequel le cerveau est aussi actif que s’il était en éveil.

C’est dans cette quête de déceler les mystères du cerveau que le Humain Brain Project (HBP) est né. C’est un projet scientifique international et collaboratif, coordonné à l’origine par Henry Markram, un neuroscientifique de l’École Polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Il vise d’ici environ 2024 à simuler le fonctionnement du cerveau humain grâce à un superordinateur, que les résultats obtenus auraient pour but de développer de nouvelles thérapies médicales, plus efficaces sur les maladies neurologiques. L’étude publiée dans Nature Neuroscience, le 19 juin 2023, offre des éclairages sur l’organisation des neurorécepteurs.

Un neurorécepteur est une molécule biologique qui assure la transmission d’un signal depuis l’extérieur du neurone vers l’intérieur de la cellule. Pour rappel, un neurone est constitué d’un corps cellulaire et de fibres nerveuses, avec un prolongement (axone) qui transmet les impulsions et, en général, de nombreuses extensions (dendrites) qui permettent de recevoir les impulsions. Les neurorécepteurs sont donc comme des “feux de circulation” qui contrôlent le flux d’informations du cerveau.

Identification de deux systèmes fonctionnels différents

Les chercheurs du Humain Brain Project ont utilisé l’autoradiographie pour analyser la densité des neurorécepteurs sur de très fines sections cérébrales de macaque in vitro. L’autoradiographie est une technique d’imagerie qui permet de suivre et de localiser des substances au sein d’un organisme. Jusqu’ici, peu d’études avaient intégré l’anatomie in vitro et l’imagerie in vivo du cerveau du macaque. Après avoir cartographié les densités de plusieurs types de neurorécepteurs à travers le cortex du singe, les chercheurs ont pu identifier deux arrangements principaux. Une découverte intéressante qui permet de faire le lien entre l’organisation moléculaire et neuronale du cortex. Selon Nicola Palomero Gallagher, chercheuse au centre de recherche de Jülich (Allemagne) : “Ces deux axes majeurs de l’organisation des récepteurs dans le cortex du macaque correspondent à deux systèmes fonctionnels différents, à savoir les réseaux sensoriels et les réseaux de cognition externe-interne. C’est la première fois qu’une telle association est décrite”.

D’après Sean Froudist-Walsh, chercheur du Département d’informatique de l’Université de Bristol (Royaume-Uni), cette nouvelle carte des neurorécepteurs du cerveau peut nous aider “à comprendre leur fonction dans la perception, la mémoire et l’émotion”. Comme on peut le voir sur le schéma ci-dessus, la classification des neurorécepteurs nous permet de les relier avec plus de précisions aux différentes aires du cerveau.

Une application dans le domaine médical

En comprenant l’organisation des récepteurs dans l’ensemble du cerveau, les chercheurs espèrent que de nouvelles études pourront relier l’activité cérébrale, le comportement et l’action des médicaments. Selon Sean Froudist-Walsh : “potentiellement, à l’avenir, d’autres chercheurs pourraient utiliser ces cartes pour cibler des réseaux et des fonctions cérébrales spécifiques avec de nouveaux médicaments”. Une étude qui pourrait donc avoir des applications dans le traitement contre Alzheimer ou des troubles neurologiques et schizophréniques.

Un projet international toujours en cours

Pour ce qui est de la suite du projet, Sean Froudist-Walsh confie dans l’étude que le chercheur prévoit “d’intégrer davantage les résultats entre les espèces, en liant la neuroscience à l’échelle du circuit détaillée souvent réalisée chez les rongeurs à l’activité cérébrale à grande échelle observée chez les humains.” La création de cartes d’expression des récepteurs accessibles à tous à travers le cortex et intégrant des données de neuro-imagerie pourrait accélérer la traduction entre les espèces.

Les chercheurs de l’étude mettent un point d’honneur à la collaboration internationale scientifique du projet. Palomero-Gallagher, co-auteure de l’étude de l’Institut des Neurosciences et de la Medicine (INM-1) en Allemagne, rappelle que “ces données sont mises gratuitement à disposition de la communauté neuroscientifique afin qu’elles puissent être utilisées par d’autres neuroscientifiques cherchant à créer d’autres modèles basés sur la biologie”. Une partie des données générées pour cette étude a déjà été intégrée dans un modèle computationnel sur la façon dont la dopamine, molécule qui provoque la sensation de plaisir, régule l’information dans le réseau de la mémoire de travail du lobe frontale.

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