Les scientifiques ont annoncé jeudi une étape importante dans la recherche neurobiologique avec la cartographie de l’intégralité du cerveau d’une mouche des fruits adulte, un exploit qui pourrait permettre de mieux comprendre le cerveau du règne animal, y compris celui des humains.
La recherche a détaillé plus de 50 millions de connexions entre plus de 139 000 neurones – cellules nerveuses du cerveau – chez l’insecte, une espèce dont le nom scientifique est Drosophila melanogaster et qui est souvent utilisée dans les études neurobiologiques. La recherche visait à déchiffrer la façon dont le cerveau est câblé et les signaux qui sous-tendent les fonctions cérébrales saines. Cela pourrait également ouvrir la voie à la cartographie des cerveaux d’autres espèces.
« Vous vous demandez peut-être pourquoi nous devrions nous soucier du cerveau d’une mouche des fruits. Ma réponse simple est que si nous pouvons vraiment comprendre le fonctionnement d’un cerveau, il nous dira forcément quelque chose sur tous les cerveaux », a déclaré le professeur de neurosciences et de neurosciences de l’Université de Princeton. informatique Sebastian Seung, l’un des co-responsables des travaux publiés dans une série d’études dans la revue Nature.
Alors que certaines personnes peuvent être plus intéressées à écraser les mouches qu’à les étudier, certains chercheurs ont trouvé une satisfaction esthétique en scrutant le cerveau de la mouche des fruits, mesurant moins d’un millimètre de large.
« C’est magnifique », a déclaré Gregory Jefferis, neuroscientifique et co-responsable de la recherche à l’Université de Cambridge.
La carte élaborée par les chercheurs a fourni un schéma de câblage, appelé connectome, pour le cerveau d’une mouche des fruits adulte. Des recherches similaires ont déjà été menées avec des organismes plus simples, tels que le ver Caenorhabditis elegans et le stade larvaire de la mouche des fruits. La mouche des fruits adulte présentait des comportements plus compliqués à étudier grâce à son câblage cérébral.
« L’une des questions majeures que nous abordons est de savoir comment le câblage du cerveau, ses neurones et ses connexions, peuvent donner lieu à un comportement animal », a déclaré Mala Murthy, neuroscientifique à Princeton, une autre co-responsable de la recherche.
« Et les mouches sont un système modèle important pour les neurosciences. Leurs cerveaux résolvent bon nombre des mêmes problèmes que nous… Elles sont capables de comportements sophistiqués comme l’exécution de marches et de vols, de comportements d’apprentissage et de mémoire, de navigation, d’alimentation et même interactions sociales, un comportement que nous avons étudié dans mon laboratoire à Princeton », a ajouté Murthy.
L’une des études a analysé les circuits cérébraux sous-jacents à la marche et a découvert comment les mouches s’arrêtent. Un autre a analysé le réseau gustatif de la mouche et les circuits de toilettage derrière des comportements tels que l’utilisation d’une patte pour enlever la saleté de ses antennes. Un autre a examiné le système visuel, notamment la manière dont les yeux de la mouche traitent les informations de mouvement et de couleur. Un autre encore a analysé la connectivité à travers le cerveau, découvrant un vaste assemblage de « neurones centraux » susceptibles d’accélérer le flux d’informations.
Les chercheurs ont élaboré une carte retraçant l’organisation des hémisphères et des circuits comportementaux à l’intérieur du cerveau de la mouche. Ils ont également identifié l’ensemble des classes cellulaires de son cerveau, identifiant différentes variétés de neurones et les connexions chimiques – synapses – entre ces cellules nerveuses, et ont examiné les types de produits chimiques sécrétés par les neurones.
Les travaux ont été menés par une vaste collaboration internationale de scientifiques connue sous le nom de FlyWire Consortium.
