Les modèles cérébraux humains actuels décrivent relativement bien la dynamique d’ensembles de neurones agissant de manière synchronisée, mais contraignent encore très peu la dynamique des neurones isolés. Pourtant, une telle compréhension est fondamentale car la dégénérescence de neurones isolés peut mener au développement de pathologies telles qu’Alzheimer et Parkinson. Pour mieux comprendre les neurones humains, les neurobiologistes se sont tournés vers le cerveau d’un autre animal : le crabe.
Le système nerveux d’un crabe pourrait aider les scientifiques à comprendre ce qui fait que des neurones isolés du cerveau humain deviennent « hors de contrôle », ce qui peut contribuer au développement de maladies neurologiques comme Alzheimer.
Savoir exactement comment fonctionne un seul neurone parmi les milliards logés dans le cerveau humain pourrait un jour aider les neuroscientifiques à concevoir des moyens innovants de prévenir et de traiter ces maladies, comme des thérapies ciblées.
Mieux comprendre le cerveau humain et le rôle de chaque neurone
Les chercheurs ont travaillé pour améliorer une méthode de recherche populaire appelée séquençage d’ARN, utilisée pour identifier les neurones inconnus dans le cerveau et les trier en divers sous-types. Les neurones sont un élément de base de tous les systèmes nerveux animaux, permettant aux biologistes de faire des comparaisons entre des modèles animaux comme les crabes lorsqu’ils étudient le système nerveux humain.
« Il y a des milliards de neurones dans le cerveau humain, mais nous ne savons toujours pas combien il en existe de types distincts » explique David Schulz, neurobiologiste. « Nous sommes enfin à un stade technologique où nous pouvons poser la question incroyablement complexe : quels sont les éléments constitutifs du cerveau ? ».
Schulz pense que la réponse à cette question dirigera tout ce que nous savons sur les maladies du cerveau au cours des 50 à 100 prochaines années. Cependant, afin de répondre, nous devons d’abord savoir comment les neurones sont différents les uns des autres et comment les neurones sains diffèrent des neurones malades.
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Neurones de crabe et séquençage ARN : une méthode pour identifier et classer les neurones humains
En utilisant le système nerveux d’un crabe comme modèle, les chercheurs ont comparé et validé les résultats des précédentes méthodes de séquençage de l’ARN humain. Étant donné que les crabes ont déjà des sous-types de neurones identifiables, les scientifiques savaient ce qu’ils cherchaient, ils ont donc pu revenir en arrière à partir des résultats publiés et utiliser la méthode de séquençage de l’ARN pour valider ces résultats. Schulz a déclaré qu’il était à la fois surpris et rassuré par ce qu’ils avaient trouvé. Les résultats ont été publiés dans la revue PNAS.
« Si vous ne savez pas ce que vous recherchez dans le cerveau humain, qui est très complexe, alors les premiers efforts utilisant le séquençage de l’ARN devront être affinés avant que nous puissions répondre à cette question fondamentale. Cette étude est l’une de ces améliorations. Tant que nous ne pourrons pas comprendre chaque composant, nous ne pouvons pas nous attendre à pouvoir démonter le cerveau et à le remettre en place afin de comprendre comment il fonctionne » conclut Shulz.