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Posté par Publication le Samedi 13/04/2013 à 12:00
Un cerveau rendu transparent pour mieux l'étudier

Cerveau rendu transparent pour permettre de l'étudier
Image de courtoisie Deisseroth lab
Des chercheurs de l'Université américaine de Stanford ont réussi à rendre un cerveau transparent afin de mieux comprendre son fonctionnement. Les travaux, publiés mercredi dans la revue Nature, font appel à un procédé révolutionnaire qui va permettre de nombreuses études jusqu'alors impossibles. Des premiers tests concluants ont été réalisés sur un cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du...) de souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de...), ainsi que sur une portion de cerveau humain (la technique mérite encore un perfectionnement pour s'appliquer au volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire...) de l'organe). L'expérience aurait également été menée sur d'autres tissus comme un cœur, des poumons et un foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie...).

Les méthodes employées à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport...) pour étudier avec précision les organes présentent leurs limites. Lorsqu'elles impliquent une dissection, cela détruit la structure globale. Lorsqu'elles consistent en une modélisation informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des...), la simulation n'est jamais parfaite. Enfin, les précédentes tentatives visant à rendre un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas,...) transparent impliquaient une perte de plus de 41% des protéines (contre environ 8% avec ce nouveau procédé).

La technique utilisée ici, baptisée "Clarity", consiste à remplacer les lipides par de l'hydrogel afin d'aboutir à une transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la...). Toutefois, se débarrasser des éléments qui rendent l'organe opaque, c'est à dire les graisses, n'est pas une mince affaire: en effet, ce sont ces lipides qui donnent au cerveau sa structure. Sans elles les tissus se liquéfient littéralement. L'équipe a alors choisi de remplacer ces graisses par un gel composé en majorité d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.).

Pour y arriver, il suffit de laisser tremper le cerveau dans la solution d'hydrogel choisie par l'équipe afin que les molécules qu'elle renferme pénètrent dans les tissus. Le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) est ensuite chauffé à 37°C pendant trois heures (L'heure est une unité de mesure  :) afin que le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée mélange....) se durcisse: les lipides sont ainsi maintenus en place mais ne sont pas retenus prisonniers. Reste à plonger le cerveau dans une solution intégrant un tensioactif (Un tensioactif ou agent de surface est un composé qui modifie la tension superficielle entre deux surfaces. Les composés tensioactifs sont des molécules amphiphiles, c'est-à-dire qu'elles présentent deux parties de polarité différente,...) (composé permettant de séparer les lipides du reste de l'organe) et d'appliquer un courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un matériau...) maîtrisé afin que les lipides s'échappent vers la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.) du cerveau, et que l'hydrogel les remplace. Il s'agit ni plus ni moins d'électrophorèse, une méthode permettant de séparer des molécules en fonction de leur charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de conservation.).

Le cerveau est ainsi rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant à...) transparent et perméable aux macromolécules, tout en préservant l'intégralité de ses structures: fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) nerveuses, neurones, connexions entre eux, protéines, etc. Il devient possible de l'étudier sous un nouvel angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.): en injectant par exemple différents marqueurs ou colorants temporaires, son organisation (Une organisation est) sera exploitable tant à un niveau global que local. Les interactions chimiques et physiques de nos organes n'auront peut être bientôt plus de secret pour nous.

Auteur de l'article: Cédric DEPOND
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