Un gribouillage tracé au hasard des jeux et de l’imagination d’un enfant ?
Le résultat d’une modélisation mathématique?
Un jeu vidéo?
Une œuvre d’art?
Rien de tout cela.
Ce que vous voyez ici est la reconstruction numérique de l’observation de trois neurones (un pour chaque couleur de trait) de cerveau de souris. Cette image a été présentée au congrès du Brain Research through Avancing Innovative Neurotechnologies à Bethesda (Maryland) par Christof Koch, le président du Allen Institute for Brain Science (Seattle, Washington) le 15 février. Le chercheur y a expliqué comment son équipe a réussi, en utilisant une technique nouvelle, à tracer trois neurones issus d’une fine couche de cellules nerveuses appelée le claustrum, zone du cerveau que les scientifiques pensent être le siège de la conscience chez les souris, comme chez les humains. Ce résultat est d’abord le fruit d’une prouesse technique : tracer toutes les branches d’un neurone en utilisant les méthodes d’observation conventionnelles n’est pas chose facile. Mais il est aussi fascinant et riche de perspectives : un des trois neurones observé est géant et entoure complètement le cerveau.
Traditionnellement, pour observer les neurones, on injecte in situ un colorant, puis on coupe le cerveau en fine sections pour suivre le parcours du neurone coloré dans chacune des sections. La méthode mise au point par l’équipe de Christof Koch est moins invasive : ils ont créé une lignée de souris chez laquelle l’expression de certains gènes est chimiquement activée dans certains neurones du claustrum. Ces gènes contrôlent eux même la production d’une protéine fluorescente verte (la très célèbre GFP, Green Fluorescent Protein). L’idée est de ne permettre, en jouant sur la dose de drogue fournie aux souris, l’activation que d’une très petite fraction des neurones du claustrum. Ils sont ainsi individualisés et seuls ces neurones pris au hasard produisent la GFP qui les « colorent » entièrement de fluorescence verte. Les chercheurs ont ensuite enregistré 10 000 images en section de cerveau de souris et produit une reconstruction numérique en 3D de ces trois cellules fluorescentes.
Au delà de la mise au point technique, cette expérience a montré que ces trois neurones s’étendent sur les deux hémisphères cérébraux. Et l’un d’entre eux (artificiellement coloré en bleu sur l’image) entoure entièrement le cerveau, à la manière, selon les auteurs, d’une « couronne d’épines ». C’est la première observation de ce type : ces neurones du claustrum semble établir des connexions avec la plupart des zones corticales du cerveau (qui traitent de l’information sensorielle et contrôlent les comportements). Est-ce suffisant pour corroborer l’idée que le claustrum puisse coordonner les informations d’entrée et de sortie du cerveau et créer ainsi le sentiment de conscience? C’est ce que suggèrent les auteurs et, à leur suite, beaucoup des revues de presse ayant transcrit l’information. Il est sans doute beaucoup trop tôt pour le dire.
Le résultat reste cependant très intéressant. Koch projette de poursuivre l’exploration et la cartographie des neurones du claustrum. Nous attendrons donc sa prochaine publication avec impatience…
Je ne résiste pas au plaisir de vous transmettre des planches récoltées sur le site de la bibliothèque universitaire BIU Santé de L’université Paris Descartes, http://www.biusante.parisdescartes.fr/
Elles nous disent combien ces questions-là sont anciennes : cartographie et dessin des neurones, localisation et fonctionnement de la conscience.
Pour la première fois, et grâce aux techniques modernes, les deux approches ne sont plus si éloignées…
Références
http://www.alleninstitute.org/what-we-do/brain-science/about/team/staff-profiles/christof-koch/
Images
Reconstruction numérique de neurone (cerveau de souris).
Allen Institute for Brain Science
Camillo Golgi, La doctrine du neurone. Théorie et faits. Conférence Nobel faite à Stockholm le 12 décembre 1906.
Fig. 5 Reproduction d’une cellule nerveuse du deuxième type de la moelle épinière. Fig. 6 Image d’une cellule de la couche des grains du cervelet
À propos de la question de la localisation de la conscience centrale. XXe congrès des médecins aliénistes et neurologistes de France et des pays de langue française. Bruxelles-Liège, 1er au 8 août 1910. Volume II
Pedrelli, Les os du squelette, Lithographie, in MASCAGNI, Paolo. Vasorum lymphaticorum corporis humani historia et ichnographia, Sienne, 1787
Otto Deiters, Untersuchungen über gehirn und rückenmark des menschen und der säugethiere, Braunschweig, 1865.
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