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Avec 140 000 neurones cartographiés, la communauté scientifique est désormais dotée d'une carte cérébrale complète, fruit d'une décennie de recherches. L'objectif ? Déchiffrer les circuits neuronaux.
Une interface 3D permet de sélectionner et naviguer dans la structure cérébrale
Le projet Flywire, dirigé par des chercheurs de Princeton, a utilisé la drosophile pour élaborer un "connectome" inédit. Pourquoi une mouche ? Sa taille modeste facilite les analyses tout en offrant des comportements complexes, proches de ceux des humains.
L'un des principaux enjeux des neurosciences reste la compréhension des circuits neuronaux et de leur rôle dans les pathologies comme Alzheimer ou Parkinson. La méconnaissance des connexions cérébrales limite le développement de traitements efficaces.
Avec cette nouvelle carte, les chercheurs ont identifié 139 255 neurones et plus de 50 millions de connexions synaptiques. Des sections ultrafines de ce cerveau ont été assemblées en 3D grâce à des outils d'intelligence artificielle.
L'équipe a surmonté des défis de taille: les modèles IA utilisés pour reconstituer les neurones ont nécessité une validation humaine, allongeant ainsi le processus de création du connectome. Plus de 4 000 ans de travail humain auraient été nécessaires sans l'IA.
Les résultats, partagés sur le FlyWire Codex, sont une ressource précieuse pour les chercheurs. Cette carte neuronale révèle non seulement la structure, mais aussi les connexions fonctionnelles, incluant des neurones "diffuseurs" qui coordonnent les circuits.
L'importance de la vision chez la drosophile se reflète dans la prédominance des neurones optiques. Le rôle des neurotransmetteurs a aussi été mieux cerné, ouvrant des pistes pour comprendre leur influence dans les maladies neurodégénératives.
Avec des objectifs plus ambitieux, le consortium Flywire se tourne désormais vers la souris, dont le connectome pourrait offrir encore plus de révélations sur le cerveau humain. Ce projet devrait s'achever dans 5 à 10 ans. Une aventure technologique et scientifique qui ne fait que commencer.
Qu'est-ce qu'un connectome ?
Un connectome est une carte complète des connexions neuronales dans un cerveau. Il permet de visualiser l'organisation des neurones et leurs synapses, qui sont les points de communication entre eux. Ces connexions sont essentielles pour comprendre comment le cerveau traite l'information et génère des actions.
L'établissement d'un connectome implique l'analyse détaillée des circuits neuronaux. Il permet de suivre la transmission des signaux nerveux à travers le cerveau. Grâce à l'intelligence artificielle, il est possible d'accélérer la cartographie de ces millions de connexions, autrefois inatteignable.
Pourquoi la drosophile est-elle utilisée pour étudier le cerveau humain ?
La drosophile, une petite mouche du vinaigre, est un organisme modèle très prisé en neurosciences. Malgré la taille minuscule de son cerveau, elle partage environ 60 % de ses gènes avec les humains, dont ceux liés aux maladies neurologiques. Cela permet d'étudier ses processus cognitifs pour mieux comprendre les nôtres.
La simplicité relative de son cerveau permet d'en établir le connectome complet, une tâche actuellement impossible avec le cerveau humain. Les résultats obtenus sur la drosophile fournissent ainsi des indices sur le fonctionnement des cerveaux plus complexes.