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Sciences de la vie et santé
Le hasard joue un rôle dans l'organisation des réseaux de neurones du cortex

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/72274.htm

Un projet de recherche conduit au sein de l'Institut des Neurosciences du CSIC, en collaboration avec l'Université Miguel Hernandez et l'Université du Texas, a démontré que les neurones du cortex cérébral trouvent leur place dans le cerveau en partie au hasard. Cette découverte met en évidence que les facteurs génétiques ne sont pas les seuls à influer sur l'architecture du cerveau. Le rôle du hasard dans le développement de cet organe pourrait donc être à l'origine des différences observées entre les individus.

Ces dernières décennies, les méthodes d'imagerie ont permis aux chercheurs de modifier profondément leurs connaissances sur le développement et le fonctionnement du cerveau. Bien que les capacités et la structure globale du cerveau soient identiques chez tous les êtres humains, une légère variabilité de l'architecture des réseaux neuronaux a été mise en avant. Les chercheurs se sont donc intéressés au processus en cours dans le développement de cet organe au niveau embryonnaire.

Les neurones qui forment le cortex cérébral sont produits à partir de cellules souches puis vont migrer afin d'occuper une place qui semblait bien déterminée. Ce processus est commandé par l'expression de certains gènes qui produit des marqueurs chimiques permettant de guider les cellules dans leur migration. Une fois à sa place, les connexions que la cellule va établir avec d'autres neurones vont créer l'architecture globale du cerveau et assurer son fonctionnement.

Ce que l'équipe d'Oscar Marin a mis en évidence, c'est que la place des neurones n'est pas complètement définie par les marqueurs chimiques, et donc par le génome. Les cellules de Cajal-Retzius sur lesquelles les chercheurs se sont concentrés s'entrechoquent durant leur migration de telle sorte que le hasard provoqué par ces collisions joue un rôle clé pour déterminer la place que ces cellules vont occuper dans le cortex. Un résultat surprenant quand on sait que la place de ces cellules est déterminante pour le développement des différentes fonctions du cerveau, qui dépendent de l'architecture des réseaux de neurones.

"Avant, nous pensions que la variabilité [des structures] était seulement génétique. Jusqu'à récemment, on croyait que la distribution des neurones dans le cortex cérébral pendant la période de migration provenait exclusivement de l'expression de certains gènes [...]. Ce travail démontre qu'en plus de la variabilité génétique, une autre manière d'expliquer les variations dans l'acuité sensorielle et les capacités motrices des individus d'une même espèce pourrait être le hasard lié aux chocs entre cellules durant le processus de migration", ajoute Verona Villar-Cerviño, collègue de Marin.

Ces résultats sont appuyés aussi bien par des observations que par la mise en place d'un modèle informatique permettant de simuler le comportement migratoire des cellules de Cajal-Retzius. Cette étude met donc en évidence l'importance des paramètres du développement des cellules et des organes pour comprendre les variations observées entre individus. Les chercheurs imaginaient après la découverte de l'ADN que sa lecture et sa compréhension offriraient toutes les réponses sur le fonctionnement des organismes vivants et les différences entre individus. Le problème est en fait beaucoup plus compliqué : le génome offre des bases mais le développement des organismes n'est pas complètement contraint par les données génétiques.

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[1] Contact repulsion controls the dispersion and final distribution of Cajal-Retzius cells. Verona Villar-Cerviño et al., Neuron Volume: 77. 10.1016/j.neuron.2012.11.023, 06/02/2013 - http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273%2812%2901038-0

Code brève
ADIT : 72274

- Colisiones neuronales al azar podrian explicar las diferencias cerebrales entre los individuos de una especie, CSIC Noticias, 06/02/2013 -
- http://redirectix.bulletins-electroniques.com/BqDgb

Vincent Reillon, Attaché pour la Science et la Technologie - vincent.reillon@sst-bcn.com

BE Espagne numéro 123 (15/02/2013) - Ambassade de France en Espagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/72274.htm