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Le premier cerveau complexe cartographié : celui d'une mouche

Le billet sciences week-end Hervé Poirier, Mathilde Fontez, Vincent Nouyrigat Le samedi à 6h55, 8h25, 10h55 et 12h55, le dimanche à 6h55, 8h25, 10h25 et 12h55

La première cartographie d’un cerveau complexe, le cerveau d’une mouche : 140.000 neurones, 54 millions de synapses : une prouesse, de quoi tester maintenant tous les modèles neurologiques, et simuler les fonctions du cerveau.

franceinfo - Mathilde Fontez

Radio France

Publié le 05/10/2024 09:25

Temps de lecture : 3min

Les chercheurs ont pris 21 millions d’images au microscope électronique, avec une résolution de l’ordre du nanomètre, et ils ont fait appel à l’intelligence artificielle, pour reconstituer à partir de là, la structure du cerveau en 3D. (Illustration d'une mouche de type Drosophila Melanogaster) (AUKID PHUMSIRICHAT / 500PX PLUS / GETTY IMAGES)

Mathilde Fontez, rédactrice en chef au magazine Epsiloon,(Nouvelle fenêtre), évoque aujourd'hui une véritable prouesse qui vient d’être annoncée dans la prestigieuse revue scientifique Nature.

franceinfo : Des chercheurs ont cartographié un cerveau entier, le cerveau complexe d’une mouche ?

Mathilde Fontez : Oui, c’est un tour de force qui a été réalisé par ce consortium, de près de 300 chercheurs : tous les neurones d’un cerveau et toutes les synapses – ces connexions entre les neurones – ont été photographiés et étiquetés un à un.

Avant ça, des cerveaux avaient déjà été cartographiés, mais c’était celui d’un ver, le ver C. elegans : 302 neurones. Et celui d’une larve de mouche : 3000 neurones. Là, il s’agit du cerveau d’une mouche adulte : il compte 140.000 neurones, et 54 millions de synapses. C’est la première carte d’un cerveau complexe.

La mouche est considérée comme un animal complexe ?

Oui, c’est un animal sophistiqué : capable d’apprentissage, de prise de décision, d’interactions sociales. Cartographier son cerveau paraissait inaccessible, il y a seulement quelques années. Il a fallu de la patience – les chercheurs ont pris 21 millions d’images au microscope électronique, avec une résolution de l’ordre du nanomètre.

Et ces chercheurs ont fait appel à l’intelligence artificielle, pour reconstituer à partir de là, la structure du cerveau en 3D. Le cerveau dans tous ses détails, dans toutes ces connexions : les chercheurs appellent ça le "connectome". Avec cette carte, il devient possible d’identifier les neurones importants, les nœuds du réseau. On peut suivre tout le circuit de l’information dans le cerveau.

Une reconstruction connectomique d'un cerveau entier de mouche, c'est à dire de l'ensemble des connexions neuronales du cerveau d'une mouche adulte. (NATURE)

On espère mieux comprendre comment les mouches pensent ?

Oui, cette carte est maintenant mise à la disposition des chercheurs. Ils peuvent l’utiliser pour tester leurs modèles, vérifier, interpréter leurs expériences. Cela a déjà commencé : 9 articles scientifiques ont été publiés en même temps que la carte. Ils ont commencé à regarder les voies de traitement du goût : par exemple, comment le sucre ou l’eau activent la sensation de faim chez la mouche, et déclenche un mouvement.

La vision aussi : ils ont confirmé que les mouches voient en même temps devant elles, et le ciel au-dessus de leur tête. La navigation : elles guident leur vol par rapport à la lumière du Soleil. On va bientôt tout savoir sur les mouches ! Et plus généralement comment un cerveau fonctionne – la mouche est un animal modèle, elle n’est pas si loin de nous. Nous avons 60% de gènes en commun.