Marie Leroy Les chercheurs ont achevé la carte du cerveau la additionally avancée à ce jour, celle d’un insecte.
L’équipe internationale dirigée par l’Université Johns Hopkins et l’Université de Cambridge a produit un schéma époustouflant de détails retraçant chaque connexion neuronale dans le cerveau d’une larve de mouche des fruits, un modèle scientifique archétypal avec des cerveaux comparables à ceux des humains.
Les travaux. paraissent aujourd’hui dans la revue Science.
“Si nous voulons comprendre qui nous sommes et comment nous pensons, une partie de cela consiste à comprendre le mécanisme de la pensée”, a déclaré l’auteur principal Joshua T. Vogelstein, un ingénieur biomédical de Johns Hopkins spécialisé dans les projets axés sur les données, y compris la connectomique, l’étude des connexions du système nerveux. “Et la clé pour cela est de savoir remark les neurones se connectent les uns aux autres.”
a abouti à une carte partielle et à un prix Nobel. Depuis lors. y compris les mouches, les souris et même les humains, mais ces reconstructions ne représentent généralement qu’une infime fraction du cerveau overall. Des connectomes complets n’ont été générés que pour plusieurs petites espèces avec quelques centaines à quelques milliers de neurones dans leur corps – un ver rond, une ascidie larvaire et un ver annélide marin larvaire.
Le connectome de cette équipe d’un bébé drosophile, la larve de Drosophila melanogaster, est la carte la additionally complète et la as well as étendue d’un cerveau d’insecte entier jamais réalisée. Il comprend 3 016 neurones et chaque connexion entre eux : 548 000.
“Cela fait 50 ans et c’est le premier connectome cérébral. a déclaré Vogelstein. “Tout a fonctionné jusqu’à cela.”
même avec la meilleure technologie moderne. Pour obtenir une image complète au niveau cellulaire d’un cerveau, il faut découper le cerveau en centaines ou milliers d’échantillons de tissus individuels, qui doivent tous être imagés avec des microscopes électroniques avant le processus minutieux de reconstruction de toutes ces pièces, neurone par neurone, en un, portrait fidèle d’un cerveau. Il a fallu moreover d’une décennie pour le faire avec le bébé mouche des fruits. On estime que le cerveau d’une souris est un million de fois in addition gros que celui d’un bébé mouche des fruits. peut-être même pas de notre vivant.
L’équipe a délibérément choisi la larve de la mouche des fruits motor vehicle, pour un insecte, l’espèce partage une grande partie de sa biologie fondamentale avec l’homme, y compris une base génétique similar. ce qui en fait un organisme modèle utile en neurosciences. Et pour des raisons pratiques, son cerveau relativement compact peut être imagé et ses circuits reconstruits dans un délai raisonnable.
Même ainsi, le travail a pris 12 ans à l’Université de Cambridge et à Johns Hopkins.
Les chercheurs de Cambridge ont créé les visuals haute résolution du cerveau et les ont étudiées manuellement pour trouver des neurones individuels.
Cambridge a transmis les données à Johns Hopkins, où l’équipe a passé moreover de trois ans à utiliser le code unique créé pour analyser la connectivité du cerveau. L’équipe de Johns Hopkins a développé des methods pour trouver des groupes de neurones basés sur des modèles de connectivité partagés, puis a analysé remark les informations pouvaient se propager dans le cerveau.
En fin de compte. et a classé chaque neurone en fonction du rôle qu’il joue dans le cerveau.
a déclaré Vogelstein, ajoutant que malgré les défis, les scientifiques devraient s’attaquer à la souris, peut-être dans le décennie prochaine. D’autres équipes travaillent déjà sur une carte du cerveau des mouches des fruits adultes. Le co-premier auteur Benjamin Pedigo, candidat au doctorat de Johns Hopkins en génie biomédical, s’attend à ce que le code de l’équipe puisse aider à révéler des comparaisons importantes entre les connexions dans le cerveau adulte et larvaire. Pedigo s’attend à ce que leurs strategies d’analyse puissent conduire à une meilleure compréhension des variants du câblage cérébral.
L’équipe s’attend à ce que l’étude continue révèle encore plus de principes de calcul et encourage potentiellement de nouveaux systèmes d’intelligence artificielle.
a déclaré Vogelstein. “C’est ce que nous voulons comprendre – remark écrire un programme qui mène à un réseau cérébral humain.”
Vidéo : https://youtu.be/NXr0ZdoYgRw
Auteurs inclus : Michael Winding, Christopher L. Barnes, Heather G. Patsolic, Youngser Park, Tom Kazimiers, Akira Fushiki, Ingrid V. Andrade, Avinash Khandelwal, Javier Valdes-Aleman, Feng Li, Nadine Randel, Elizabeth Barsotti, Ana Correia, Richard D. Fetter, Volker Hartenstein, Carey E. Priebe, Albert Cardona et Marta Zlatic.
