Structure du cerveau

Les chercheurs percent les secrets du cerveau


[ 18/03/09 ]



Grâce à de nouvelles techniques d'exploration comme l'imagerie ou la biologie moléculaire, les chercheurs commencent à comprendre le fonctionnement détaillé du cerveau.



Imaginez un réseau de communication où chaque Terrien enverrait 150.000 textos par seconde. C'est la performance réalisée par un cerveau humain. Une structure biologique faite d'un enchevêtrement de millions de milliards de connexions où transitent des centaines de milliards d'informations sous forme de signaux électriques ou chimiques. Grâce à cette architecture vivante et toujours en mouvement, la machine à penser perçoit, analyse, décide, imagine et aime. Parfois elle se trompe et avec le temps son efficacité se réduit. Pour les neurologues, c'est tout simplement l'objet le plus compliqué de l'univers, à part peut-être l'univers lui-même. Grâce à l'imagerie médicale et à la biologie moléculaire, le cerveau commence livrer quelques-uns de ses secrets. Mais, malgré des progrès considérables, la loupe de l'IRM reste très grossière. 1 mm3 de tissu cortical contient 100.000 neurones et pas loin de 1 million de synapses. « En combinant différentes sources d'imagerie fonctionnelle, nous réussissons à identifier les zones responsables de la motricité, de la vision ou du circuit de la récompense », indique Stéphane Lehericy, neurologue à la Pitié-Salpêtrière. De leur côté, les biochimistes tentent d'identifier les molécules, neuromédiateurs et protéines circulant dans l'organe.

Diversité et mobilité



Cette tâche mobilise des bataillons de généticiens et de biochimistes. « La moitié de nos gènes sont exprimés dans le cerveau. Cela explique cette complexité », déclare le neurologue Yves Agid. Diversité et mobilité des composants expliquent les difficultés que rencontrent les chercheurs pour modéliser et comprendre le métabolisme cellulaire. « Ce n'est pas un espace ordonné. Il y règne une sorte d'anarchie avec des protéines qui sont en permanence détruites et d'autres qui sont reconstruites », précise Yves Christen, de la fondation Ipsen.



Il faut peu de chose pour perturber une machinerie si complexe. Un choc, une enzyme défaillante, un vaisseau qui cède, une protéine qui s'accumule en étouffant les neurones. Mais, contrairement à une idée reçue, le cerveau possède ses équipes de réparateurs. Dans certaines limites, elles sont capables de régénérer des zones blessées. « De nouvelles cellules sont produites régulièrement dans le cerveau adulte au niveau du ventricule. En une soixantaine de jours, elles migrent et deviennent des neurones fonctionnels. Il existe aussi une neurogénèse qui s'active en cas de lésion », affirme Pierre-Marie Lledo, directeur de recherche au CNRS. « Jusqu'à présent, le cerveau échappait au concept de régénération connu dans d'autres organes. Aujourd'hui, on peut lui étendre le mythe de Prométhée », ajoute le chercheur.



Pendant longtemps, les spécialistes ont également cru que seuls les neurones jouaient un rôle dans la gestion de l'information. Les autres cellules étaient considérées comme de simples briques constituant l'échafaudage cérébral. Ce dogme est tombé avec la promotion des astrocytes, stars montantes de la famille des cellules gliales très présentes dans le cerveau. « Elles sont de cinq à dix fois plus nombreuses que les synapses. Les astrocytes enrobent les neurones. Ils forment un réseau parallèle de communication », indique Stéphane Oliet, directeur adjoint du Neurocentre Magendie à Bordeaux.



Ces cellules en forme d'étoile consolident en fait la jonction des synapses. Elles secrètent également un neurotransmetteur spécifique (la D-sérine), indispensable à la transmission et au stockage de l'information. Le chercheur bordelais s'intéresse également à une classe de récepteurs cellulaires sensibles à un neuromédiateur très actif : le glutamate « Les récepteurs NMDA sont au coeur de très nombreuses pathologies comme la schizophrénie, l'Alzheimer ou l'ischémie cérébrale. Ce sont de nouvelles cibles thérapeutiques. »



Mais la route est longue et la cartographie complète de ces messagers biochimiques est très encombrée. « L'organisme contient environ 10.000 enzymes différentes », indique Frédéric Sedel neurologue à la Pitié-Salpêtrière. Cet hôpital parisien, où se sont illustrés quelques-unes des grandes figures de la neurologie hexagonale, fait de cette discipline un de ses axes de recherche privilégié. « Nous avons un centre pilote spécialisé dans les maladies neurométaboliques qui est probablement unique au monde », affirme Frédéric Sedel.

« Big science »



Les neurosciences sont aujourd'hui la discipline la plus effervescente des sciences de la vie. A l'image de la physique nucléaire, cette discipline est devenue une « big science » réclamant des instruments d'imagerie et des plates-formes génétiques et biologiques très coûteuses. C'est dans cette mouvance que s'inscrit le projet de l'Institut du cerveau et de la moelle épinière (ICM) qui ouvrira ses portes l'an prochain. Avec un budget de fonctionnement de 65 millions d'euros annuels, ce sera l'un des plus gros centres de recherche français, accueillant près de 600 chercheurs. « Nous voulons faire venir les meilleurs. C'est difficile avec les salaires de la fonction publique », admet Yves Agid. « Nous associons un institut d'excellence avec un pôle hospitalier qui voit passer 100.000 patients par an », complète Olivier Lyon-Caen. Pour faire fonctionner ce nouveau fleuron, les artisans du projet ont retenu la formule de la fondation dans le cadre d'une structure mixte public-privé. Une pépinière d'entreprises voisine accueillera les entreprises intéressées par ces travaux. « Si la recherche est bonne, les industriels seront au rendez-vous », anticipe Yves Agid.

ALAIN PEREZ, Les Echos



Source : http://www.lesechos.fr/info/metiers/4843285-les-chercheurs-percent-les-secrets-du-cerveau.htm