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fet0Reconstruire le cerveau

On a longtemps pensé que toutes les cellules de notre cerveau – les neurones – étaient produites avant la naissance, ou pendant l’année ou les deux ans suivant la naissance, et que ce processus s’arrêtait ensuite radicalement. La majorité des neurologues pensaient que les circuits du cerveau ne pouvaient être modifiés par la suite qu’en changeant les connexions synaptiques, c’est-à-dire les connexions entre les neurones. Dans cette perspective, l’ensemble des cellules, organisé anatomiquement par fonction et formant les principaux réseaux d’échanges, était « l’ordinateur » du cerveau. La nature spécifique des relations entre les cellules, les synapses variables, étaient les « logiciels ».

À partir des ann_3ées 60, des recherches ont suggéré que de nouveaux neurones pouvaient apparaître au-delà des premières étapes de la vie et même à la maturité. Ce fait fut mis en évidence dans les années 80, à partir d’observations sur les parties du cerveau d’oiseaux chanteurs impliquées dans l’acquisition et la formation d’un chant précis. Ces premières observations ont été accueillies avec scepticisme, mais les données étaient irréfutables.

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Comment prouve-t-on qu’un neurone naît à un moment donné ? Chaque cellule d’un organisme abrite de l’ADN, chargé de la synthèse des protéines nécessaires au fonctionnement des cellules. Bien que toutes les cellules aient le même ADN, seul un sous-ensemble des gênes encodés dans l’ADN apparaît dans chaque type de cellule, expliquant ainsi la différence entre les cellules de la peau, du foie ou du cerveau.

Lorsque qu’une cellule est sur le point de se diviser, ce qui se produit lors de la croissance d’un organe par exemple, l’ADN de la cellule-mère doit se répliquer, c’est-à-dire qu’un nouvel ADN est créé. Il est alors possible d’intervenir à ce niveau et de placer un marqueur radioactif sur une des briques constitutives du nouvel ADN. Plus tard, en scannant le cerveau, chaque fois qu’on trouve une cellule marquée, nous savons qu’elle est née au moment de l’intervention sur l’ADN.

Lorsque nous avons placé une brique avec un marqueur dans l’ADN de canaris adultes et cherché des neurones marqués qui auraient dû apparaître un ou deux jours plus tard, nous n’ avons rien trouvé. Mais en attendant plus longtemps – de 1 à 3 semaines selon la partie du cerveau – nous avons trouvé un nombre considérable de neurones marqués. Nous avions ainsi la preuve que ces nouveaux neurones n’étaient pas nés de la division de neurones existants, mais qu’ils étaient nés quelque part dans le cerveau, en passant par une étape migratoire durant laquelle ils n’étaient pas identifiables comme neurones. Il fallait au moins une semaine pour que ces premiers nouveaux neurones atteignent leur destination et prennent les caractéristiques d’un neurone mature.

Nous avons ensuite appris comment identifier les futurs neurones durant leur migration. À ce stade, ils sont beaucoup plus petits et ont une forme allongée qui leur permet de se faufiler entre les autres cellules. A notre plus grande surprise, nous avons découvert que les cellules qui donnent naissance aux nouveaux neurones sont des cellules gliales radiales, qui n’étaient pourtant pas censées être présentes dans les sujets adultes ou connues comme génératrices de neurones.

L’un des paradoxes de ce processus est que le nombre total de cellules des cerveaux d’oiseaux ou de mammifères adultes est remarquablement constant. Les nouveaux neurones remplacent les anciens neurones du même type qui meurent – un processus de rajeunissement naturel.

La nature n’a pas prévu d’hôpitaux, et il est évident que la perte soudaine de nombreuses cellules du cerveau à la suite d’une crise cardiaque ou d’une lésion a des conséquences sérieuses pour la survie d’un animal. Il semble probable que le remplacement des neurones dans le cerveau adulte n’est pas prévu pour compenser une maladie ou un traumatisme, mais plutôt comme un processus de renouvellement constant, avec un remplacement de quelques cellules chaque jour.

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Cette idée est si novatrice qu’elle mérite d’être expliquée en détail. Dans le cerveau d’oiseaux chanteurs adultes, on trouve à tout moment de nombreux petits neurones migrateurs prêts à remplacer les neurones morts. Seul un sur trois de ces futurs neurones parviendra à maturité, mais cette surproduction est probablement utile, car elle garantit que chaque fois qu’un neurone remplaçable meurt, il y aura déjà à proximité un jeune neurone prêt à prendre sa place. Dans l’état des connaissances actuelles, on pense que seule une petite fraction des cellules du cerveau est de type remplaçable ; lorsque d’autres types de neurones meurent, ils ne sont pas remplacés.

Nous savons aujourd’hui que le cerveau est capable de produire de nouvelles cellules pour remplacer les cellules mortes, un processus qui pourrait servir à réparer des circuits endommagés. Les laboratoires cherchent à présent à transférer ces connaissances au plan clinique. La difficulté consiste à inciter le cerveau à produire et à amener à bon port le type de neurone nécessaire, de façon à ce que, quelle que soit la classe de cellules, de nouvelles cellules adéquates puissent remplacer celles du même genre qui sont mortes. Cet objectif est encore lointain.