![\"\"](\"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/wp-content\/uploads\/richclub_network2_span.jpg\" "\\"richclub_network2_span\\"")
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Comme je l\u2019ai pr\u00e9sent\u00e9 ici le 11 septembre dernier,<\/span><\/a><\/span> voici le r\u00e9sum\u00e9 d\u2019un aspect \u00a0de mon cours #3 de l\u2019universit\u00e9 du troisi\u00e8me \u00e2ge (UTA)<\/span><\/a><\/span> donn\u00e9 hier \u00e0 St-Bruno et demain \u00e0 Longueuil.<\/p>\n Ce cours \u00e9tait consacr\u00e9 \u00e0 toutes les techniques de tra\u00e7age, de coloration<\/span><\/a><\/span> ou d\u2019imagerie c\u00e9r\u00e9brale<\/span><\/a><\/span><\/strong> plus modernes qui permettent de dresser des cartes du cerveau humain. Pourquoi des cartes ? Parce que nos fonctions cognitives \u00e9mergent de l\u2019interaction entre de nombreuses zones c\u00e9r\u00e9brales<\/span><\/a><\/span><\/strong> souvent assez \u00e9loign\u00e9es les unes des autres dans notre cerveau. Comprendre la carte routi\u00e8re que forment nos diff\u00e9rents r\u00e9seaux c\u00e9r\u00e9braux, ou mieux encore, comprendre quelles sont les routes pr\u00e9f\u00e9rentielles utilis\u00e9es dans telle ou telle situation, voil\u00e0 des choses qui peuvent nous en dire beaucoup sur la fa\u00e7on dont parle, pense ou agit.<\/p>\n Or cette entreprise de cartographie se heurte \u00e0 de nombreux probl\u00e8mes et a des limitations importantes<\/span><\/a><\/span> dues \u00e0 la complexit\u00e9 de l\u2019objet \u00e0 cartographier. Je rappellerai donc simplement ici deux probl\u00e8mes et quelques limites inh\u00e9rentes au projet de \u00ab connectome <\/span><\/a><\/span>\u00bb, c\u2019est-\u00e0-dire de l\u2019\u00e9tablissement d\u2019une carte de tous les faisceaux nerveux reliant les neurones entre eux dans un cerveau donn\u00e9.<\/p>\n Le premier probl\u00e8me est relatif \u00e0 l\u2019\u00e9chelle spatiale et il emp\u00eache, pour le dire vite, de tout voir en m\u00eame temps dans le cerveau humain. J\u2019\u00e9voque souvent ce probl\u00e8me en mettant mes deux poings ensemble et en demandant quel serait la taille du cerveau correspondant si mes poings correspondent \u00e0 la taille d\u2019une synapse<\/span><\/a><\/span>. Et la r\u00e9ponse est une sph\u00e8re avec diam\u00e8tre d\u2019environ 40 km, soit la longueur de l\u2019\u00eele de Montr\u00e9al… Cela implique que si l\u2019on fait de la cartographie \u00e0 l\u2019\u00e9chelle micro de la synapse, comme le font Sebastian Seung<\/span><\/a><\/span> ou Jeff Lichtman<\/span><\/a><\/span> par exemple, on ne peut pas voir de quelles r\u00e9gions du cerveau viennent les axones que l\u2019on voit se connecter sur les \u00e9pines dendritiques que l\u2019on observe au microscope \u00e9lectronique.<\/p>\n \u00c0 l\u2019inverse, les techniques comme l\u2019imagerie de diffusion<\/span><\/a><\/span> o\u00f9 des projets comme Big Brain<\/span><\/a><\/span> vont nous permettre de voir les grands faisceaux de fibres nerveuses se d\u00e9ployer dans l\u2019ensemble du cerveau, mais leur r\u00e9solution n\u2019est pas suffisante pour nous montrer les d\u00e9tails des synapses <\/span><\/a><\/span>o\u00f9 ces faisceaux d\u2019axones se connectent. Reste une \u00e9chelle interm\u00e9diaire, dite \u00e9chelle meso, o\u00f9 chez le rat ou la souris on peut retracer tout parcours des axones de neurones particuliers. Mais encore l\u00e0, on ne voit pas le d\u00e9tail des synapses et l\u2019on n\u2019est pas non plus dans un cerveau humain.<\/p>\n L\u2019autre grand probl\u00e8me de la cartographie c\u00e9r\u00e9brale est relatif \u00e0 l\u2019\u00e9chelle temporelle <\/span><\/a><\/span>cette fois. En clair, on ne peut pas (et on ne pourra jamais) faire LA carte du connectome d\u2019un cerveau humain car celui-ci est extr\u00eamement plastique<\/span><\/a><\/span>. Autrement dit, on peut presque dire que la principale activit\u00e9 du cerveau, c\u2019est de se modifier constamment lui-m\u00eame, \u00e0 chaque heure, minute ou m\u00eame seconde de votre vie ! Si donc un jour on parvenait \u00e0 avoir un appareil d\u2019imagerie si puissant qu\u2019il nous permettrait de tout voir dans votre cerveau, il ne pourrait que faire UNE carte de votre cerveau \u00e0 UN instant donn\u00e9, parce que quelques secondes apr\u00e8s le c\u00e2blage de votre cerveau se serait irr\u00e9m\u00e9diablement d\u00e9j\u00e0 modifi\u00e9 un peu.<\/p>\n De toute fa\u00e7on, actuellement on est loin d\u2019avoir \u00e9tabli ne serait-ce que quelque chose d\u2019approchant le connectome humain. Le seul animal dont on a la carte compl\u00e8te du connectome<\/span><\/a><\/span><\/strong> est le petit vers n\u00e9matode C. elegans<\/span><\/a><\/span><\/strong> qui mesure 1 mm de longueur. On a donc pu faire le diagramme complet des connexions entre les 302 neurones qui forment environ 7000 synapses. Est-ce que cela nous a imm\u00e9diatement tout dit sur le comportement de ce petit vers ? Absolument pas. Certains vont m\u00eame jusqu\u2019\u00e0 dire que \u00e7a ne nous a vraiment pas apport\u00e9 grand-chose. D\u2019autres que \u00e7a a d\u00e9j\u00e0 au contraire permis de formuler une foule d\u2019hypoth\u00e8ses exp\u00e9rimentales qui ont pu \u00eatre test\u00e9es avec succ\u00e8s. Bref, il y a un gros d\u00e9bat l\u00e0-dessus, rapport\u00e9 par exemple dans l\u2019article \u00ab The Connectome Debate: Is Mapping the Mind of a Worm Worth It? \u00bb<\/span><\/a><\/strong><\/span>.<\/p>\n Parmi les points d\u00e9battus, on peut citer le \u201cpoids synaptique\u201d des connexions qui n\u2019est pas connu. C\u2019est bien beau savoir quel neurone connecte avec quel autre neurone, mais toutes les connexions ne sont pas \u00e9quivalentes en terme d\u2019efficacit\u00e9. Certaines synapses ont pu \u00eatre renforc\u00e9es par un apprentissage<\/span><\/a><\/span>, d\u2019autres non, etc. Et l\u2019on retrouve notre probl\u00e8me de l\u2019\u00e9chelle temporelle\u2026<\/p>\n