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Posté par Isabelle le Lundi 29/02/2016 à 12:00
Comment s'explique l'extrême rapidité du cerveau ?
Des chercheurs percent le mystère de la rapidité de la neurotransmission

Selon une nouvelle étude, la vitesse de traitement fulgurante du cerveau tient en partie aux interactions étonnamment complexes entre les récepteurs des neurotransmetteurs et d'autres protéines clés.

Des scientifiques 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). Aux États-Unis, au moment où...) McGill et leurs collaborateurs des universités d'Oxford et de Liverpool ont appliqué diverses techniques expérimentales pour étudier les récepteurs AMPA. Ces macromolécules protéiques d'action rapide jouent un rôle de premier plan dans les voies de signalisation du 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 corps, dont la...). Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne dans la revue Neuron.

Les neuroscientifiques s'emploient à élucider les mécanismes de signalisation du cerveau, information clé dans la compréhension de nombreuses maladies mentales, de l'autisme (Le terme autisme tend a désigner aujourd'hui un trouble affectant la personne dans trois domaines principaux:) à la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) d'Alzheimer. Ils se heurtent cependant à un écueil: le cerveau passe constamment de l'action au repos et change d'état en un millième de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est...).

Les équipes 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...) du Canada et du Royaume-Uni ont relevé le défi avec brio. En associant de multiples techniques, elles ont analysé la structure atomique du récepteur AMPA et ses interactions avec ses protéines partenaires ou accessoires.

"Nous avons constaté que les rapports entre les récepteurs AMPA et les protéines partenaires qui les modulent étaient beaucoup plus complexes que nous le pensions", explique Derek Bowie, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent...) principal, professeur de pharmacologie à McGill et directeur de GÉPROM, groupe de recherche interuniversitaire du Québec qui étudie la fonction et le rôle des protéines membranaires dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de l'analyse...) de santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) et de maladie.

"C'est essentiellement grâce à une méthode de simulation par calcul 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...) appelée dynamique moléculaire (Une simulation de dynamique moléculaire consiste à calculer l'évolution d'un système de particules au cours du temps. Ces simulations servent de modèles...) que nous avons compris ce qui régissait ces interactions", précise Philip Biggin, professeur agrégé à l'Université d'Oxford et l'un des auteurs principaux. "C'est un peu comme si on suivait à la trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du plasma coronal,...) le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En...) de ces protéines à l'aide d'un puissant microscope."

"Ce qu'il y a de particulier dans nos travaux, c'est que les trois équipes à l'œuvre ont eu recours à une panoplie d'approches expérimentales et théoriques pour trouver réponse à leurs questions", souligne Tim Green, chargé de cours principal à la tête du groupe de Liverpool. "L'étude de la structure atomique des récepteurs AMPA par radiocristallographie nous a permis de confirmer bon nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) des conclusions de l'étude", poursuit-il.

En collaborant, les trois laboratoires ont fait une percée majeure. Aujourd'hui, nous comprenons mieux comment le cerveau arrive à transmettre de l'information si rapidement, conclut le Pr Bowie. "Maintenant, indique-t-il, nous verrons s'il est possible de mettre au point (Graphie) des médicaments novateurs qui cibleront ces interactions rapides."

Cette étude a été financée par Brain@McGill, les Instituts de recherche en santé du Canada, la Fiducie Leverhulme, le Conseil de recherches médicales, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Fondation Alfred Benzon et le Programme des chaires de recherche du Canada. Le GÉPROM est financé par le Fonds de recherche du Québec – Santé (FRQS).

L'article "Distinct Structural Pathways Coordinate the Activation (Activation peut faire référence à :) of AMPA Receptor-Auxiliary Subunit Complexes", par G. Brent Dawe et coll., a été publié en ligne dans Neuron, le 25 février 2016.

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Source: McGill