Africa-Press – Niger. Que se passe-t-il dans le cerveau lorsque l’on prend une décision? Comment des centaines de zones cérébrales interconnectées, traitant les informations liées tantôt aux sensations, tantôt aux comportements, aboutissent à une action précise?
La première carte complète de l’activité cérébrale a été dévoilée par un groupe international de neuroscientifiques. Le 3 septembre dernier, les chercheurs de l’International Brain Laboratory (IBL) ont publié deux articles dans la revue Nature, révélant comment la prise de décision se déroule dans l’ensemble du cerveau chez la souris, avec une résolution à l’échelle de la cellule.
Atlas de cerveaux
D’autres cartographies du cerveau ont récemment été publiées. D’abord, en mars 2025, la première cartographie cérébrale des “centrales énergétiques” (compartiments de la cellule nommés mitochondries) du cerveau humain, puis deux semaines plus tard, pour la première fois, un millimètre cube de cerveau de souris a été reconstruit en 3D. Ce dernier était un travail minutieux sur les détails anatomiques à la synapse près (la connexion entre deux neurones), s’intéressant au circuit d’une information dans le cerveau, tandis que les travaux de l’IBL portent davantage sur la fonction des différentes aires, autrement dit, trouver quelle zone code pour quel mécanisme.
95 % du volume cérébral cartographié
« Grâce à cette collaboration d’envergure, 21 laboratoires ont travaillé ensemble sur un même modèle expérimental pour enregistrer l’activité individuelle de neurones répartis dans 279 zones du cerveau, soit 95 % du volume cérébral de la souris », détaille Alexandre Pouget, professeur ordinaire au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l’Université de Genève et cofondateur d’IBL.
L’activité de 621.733 unités neuronales (neurones et groupes de neurones) a été enregistrée à l’aide de 699 électrodes de pointe chez 139 souris étudiées dans douze laboratoires. In fine, les chercheurs ont identifié 75.708 neurones bien isolés et les ont retenus pour l’analyse du cerveau entier de la souris.
Chaque rongeur devait effectuer une tâche nécessitant une prise de décision. Dans cette tâche, une souris est placée devant un écran et une lumière apparaît à gauche ou à droite. La souris réagit alors en déplaçant une petite roue dans la direction appropriée pour l’aligner avec le point lumineux, afin de recevoir une récompense (de l’eau). Si elle échoue, un bruit blanc (comme celui des téléviseurs sans signal) retentit pendant deux secondes.
Sur la carte, lorsqu’il est en train de décider, le cerveau tout entier s’illumine
Cependant, dans certains essais, la luminosité est si faible que l’animal doit deviner dans quel sens tourner la roue. La souris se base sur la fréquence à laquelle la lumière est apparue précédemment à gauche ou à droite pour émettre des suppositions. “Cela nous permet d’étudier comment la prédiction basée sur l’expérience antérieure influence la perception et la prise de décision”, pointe Alexandre Pouget. “Et nous avons constaté que lorsqu’il est en train de décider, le cerveau tout entier s’illumine comme un sapin de Noël !”
De ces expériences est née une cartographie extrêmement détaillée du cerveau dans cette situation, du tout début du processus jusqu’à l’obtention de la récompense. Les neuroscientifiques ont également observé que, lors d’une prise de décision, les signaux des neurones étaient distribués dans tout le cerveau, signe d’une communication constante entre ses différentes aires.
Pour les auteurs de l’étude, cela montre l’importance de prendre en compte, à l’avenir, l’organe dans son ensemble pour l’analyse des comportements complexes. Cet outil cartographique pourra être adopté pour avoir une vision plus globale du fonctionnement cérébral. “Traditionnellement, les neurosciences étudient les régions du cerveau de manière isolée. L’enregistrement de l’ensemble du cerveau nous donne désormais l’occasion de comprendre comment toutes les pièces s’assemblent”, souligne Kenneth Harris, professeur de neurosciences quantitatives à l’University College de Londres (UCL) ayant participé à l’étude.
Pour Tatiana Engel, professeure à l’université de Princeton (Etats-Unis) et membre de l’IBL, la réalisation d’une telle carte démontre l’importance des larges collaborations scientifiques en neurosciences, comme l’a été le projet Human Genome pour la génétique ou l’est le Cern pour la physique nucléaire. La publication de cette carte est “impressionnante, mais pas une fin en soi”. « Maintenant que nous avons développé ce modèle, et que la plateforme est accessible, nous espérons qu’il sera repris par d’autres équipes pour étudier d’autres comportements », renchérit Alexandre Pouget. Le chercheur s’attend à ce que les outils neuroscientifiques de ce type seront de plus en plus mutualisés, « comme le sont les télescopes de pointe en astronomie ».
À l’avenir, le neuroscientifique espère pouvoir étendre les expériences sur des sujets qui peuvent se déplacer librement dans l’espace d’expérimentation. « Pour l’instant, les souris ont la tête fixée pour maintenir le dispositif. Mais, la technologie est en plein développement ! Les électrodes sont de plus en plus miniaturisées, de sorte à les placer sur les souris, sans être trop lourdes », se réjouit-il.
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