Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Isabelle le Jeudi 18/02/2016 à 12:00
La reconnexion de circuits neuronaux exige du doigté
Une nouvelle technique pourrait permettre de rétablir les connexions neuronales chez les personnes présentant des lésions du système nerveux central.

Cet objet microscopique qui ressemble à un cheveu et se déplace à l'écran est en fait un neurone (Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de base du système nerveux. Le terme de « neurone » fut introduit dans le...) en voie d'être créé par des scientifiques. Une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) McGill et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) neurologique de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires internationales....) a réussi à créer, pour la première fois, de nouvelles connexions fonctionnelles entre des neurones. Rien ne distingue ces neurones artificiels des neurones qui se développent naturellement dans notre corps, si ce n'est leur croissance au-delà de 60 fois plus rapide.

"Il s'agit d'une découverte passionnante, car le système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires,...) central ne se régénère pas", affirme Montserrat Lopez, boursière postdoctorale à McGill qui a consacré quatre années à la conception, au perfectionnement et à l'essai de cette nouvelle technique. "Notre découverte pourrait permettre de mettre au point (Graphie) de nouveaux types d'interventions chirurgicales et de traitements destinés aux personnes présentant des lésions ou des maladies du système nerveux central."


Légende: Des chercheurs de l'Université McGill ont réussi à créer artificiellement des neurones fonctionnels dont la croissance est au-delà de 60 fois plus rapide que celle des neurones naturels. Cette vidéo montre la création d'un circuit neuronal fonctionnel, où un segment de neurone fixé à une petite bille est lentement étiré afin d'être connecté à un autre neurone.

La reconnexion de circuits neuronaux exige du doigté

Puisque la taille d'un neurone ne représente qu'un centième environ du diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.) d'un cheveu, les chercheurs doivent recourir à des instruments très spécialisés et à de nombreuses manipulations extrêmement délicates pour créer des connexions neuronales fonctionnelles capables de transmettre les signaux électriques comme le font les neurones naturels.

Les chercheurs ont utilisé un microscope à force atomique (Le microscope à force atomique (ou AFM pour atomic force microscope) est un dérivé du microscope à effet tunnel (ou Scanning Tunneling Microscope, STM), qui...) pour attacher une minuscule bille de polystyrène (de quelques micromètres de diamètre) à un segment de neurone agissant comme transmetteur qu'ils ont ensuite étiré, comme s'ils avaient tiré sur un élastique, pour le connecter avec le segment du neurone servant de récepteur.

"Nous n'aurions jamais pu faire cette découverte si les techniciens de laboratoire n'avaient pas réalisé qu'il fallait absolument éviter les mouvements brusques ou rapides en déplaçant les neurones nouvellement créés", précise Peter Grutter, professeur de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...) à McGill et auteur en chef de l'article publié la semaine dernière dans la revue scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) Journal of Neuroscience. "Jusqu'à ce qu'on trouve la bonne façon de transporter les neurones dans l'enceinte du laboratoire, du microscope à l'incubateur où ils passent 24 heures (L'heure est une unité de mesure  :) à se développer, nous ne parvenions pas à les faire se comporter comme nous le voulions."


?Figure 1 Mechanically pulled connection between two neurons. Left: before, right: after manipulation

Lâcher prise n'est pas toujours chose facile

Un défi encore plus grand attendait les chercheurs après qu'ils eurent réussi à créer des connexions neuronales fonctionnelles. Il leur fallait en effet trouver le moyen de détacher les nouveaux neurones de l'instrument qui avait servi à les créer sans toutefois les détruire. Les chercheurs ont finalement trouvé la bonne technique pour séparer ces deux éléments et préserver le neurone fonctionnel en relâchant les billes de polystyrène.

Bien qu'il soit maintenant possible de créer de nouvelles connexions neuronales, il reste encore beaucoup à faire. "Les neurones que nous avons créés mesuraient un peu moins de 1 millimètre, car nous étions limités par la taille du dispositif expérimental que nous utilisions", explique la neuroscientifique Margaret Magdesian, auteure principale de l'article, qui travaillait à l'Institut neurologique de Montréal lorsque ces travaux de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) ont été réalisés. "Cette technique pourrait éventuellement nous permettre de créer des neurones mesurant plusieurs millimètres, mais il faudra pousser la recherche plus loin afin de déterminer si ces connexions neuronales obtenues par micromanipulation diffèrent des connexions naturelles et, si c'est le cas, en quoi elles sont différentes."

Pour plus d'information voir: "Rapid Mechanically Controlled Rewiring of Neuronal Circuits", par M. H. Magdesian et coll.,publié dans le Journal of Neuroscience.
DOI:10.1523/JNEUROSCI.1667-15.2016

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source et illustrations: McGill