{"id":2690,"date":"2023-03-06T16:04:30","date_gmt":"2023-03-06T15:04:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/?p=10879"},"modified":"2023-03-13T15:20:56","modified_gmt":"2023-03-13T14:20:56","slug":"10879","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/2023\/03\/06\/10879\/","title":{"rendered":"Journal de bord de notre cerveau \u00e0 tous les niveaux : des cartes c\u00e9r\u00e9brales \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

.<\/p>\n

\u00c9tant toujours dans la phase de relecture finale de mon livre<\/a><\/span> jusqu\u2019\u00e0 la fin du printemps, je continue son \u00ab journal de bord<\/a> <\/span>\u00bb en y publiant certains encadr\u00e9s qui n\u2019ont pu, faute d\u2019espace, trouver leur place dans le bouquin<\/a><\/span>. Celui-ci entretenant d\u00e9j\u00e0 des rapports \u00e9troits avec le site web Le cerveau \u00e0 tous les niveaux<\/em> et son blogue gr\u00e2ce \u00e0 diff\u00e9rents renvois, cette conversion ne fait donc qu\u2019\u00e9tendre une approche d\u00e9j\u00e0 pr\u00e9sente depuis le d\u00e9but du projet. Je poursuis donc aujourd\u2019hui le \u00ab nettoyage \u00bb du chapitre 5 avec un encadr\u00e9 qui rappelle que lorsqu\u2019on fait la cartographie d\u2019un territoire le moindrement complexe, on fait face \u00e0 un probl\u00e8me d\u2019\u00e9chelle. Dans le cas de la cartographie c\u00e9r\u00e9brale, on a des cartes \u00e0 l\u2019\u00e9chelle \u00ab micro \u00bb o\u00f9 l\u2019on a fait des reconstitutions 3D de la mani\u00e8re pr\u00e9cise dont s\u2019agencent nos connexions synaptiques, mais qui ne nous permettent \u00e9videmment pas d\u2019avoir une id\u00e9e d\u2019ensemble des grands faisceaux nerveux \u00e0 l\u2019\u00e9chelle du cerveau entier. M\u00eame chose si on s\u2019\u00e9l\u00e8ve \u00e0 un niveau \u00ab m\u00e9so \u00bb o\u00f9 l\u2019on a pu tracer le trajet complet d\u2019axones de leur origine jusqu\u2019\u00e0 leur destination dans le cerveau de souris. On perd alors les d\u00e9tails des connexions fines de chaque neurone. Et \u00e0 l\u2019\u00e9chelle \u00ab macro \u00bb, o\u00f9 l\u2019on a pu faire de fines tranches de cerveaux humains entiers et les num\u00e9riser ensuite pour avoir une carte quand m\u00eame tr\u00e8s pr\u00e9cise des moindres noyaux c\u00e9r\u00e9braux, on ne peut pas voir le trajet des axones et encore moins l\u2019emplacement des synapses. Bref, on ne peut jamais tout voir en m\u00eame temps, mais chacune de ces \u00e9chelles nous apportent s\u00e9par\u00e9ment de pr\u00e9cieuses informations sur la structure de notre cerveau.<\/p>\n

* * *<\/p>\n

\u00c0 la plus petite \u00e9chelle, l\u2019\u00e9chelle<\/strong> micro<\/strong>, il faut utiliser la microscopie \u00e9lectronique capable d\u2019atteindre le niveau de r\u00e9solution de la synapse. Par exemple, avec le projet \u00ab\u00a0EyeWire<\/em>\u00a0\u00bb<\/a> <\/span><\/strong>que l\u2019on pourrait traduire par \u00ab\u00a0le c\u00e2blage de l\u2019\u0153il\u00a0\u00bb, l\u2019Am\u00e9ricain Sebastian Seung s\u2019est\u00a0 concentr\u00e9 uniquement sur un sous-groupe de neurones appel\u00e9es \u00ab\u00a0cellules ganglionnaires J\u00a0\u00bb de la r\u00e9tine de la souris<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

C\u2019est aussi la d\u00e9marche de Jeff Lichtman, un autre Am\u00e9ricain, avec sa fameuse coloration Brainbow<\/span><\/strong><\/a> (voir aussi ici<\/a> <\/span><\/strong>et l\u00e0<\/a><\/span><\/strong>) mais aussi avec une approche de reconstitution 3D<\/a><\/span> \u00e0 partir de coupes s\u00e9rielles \u00e0 l\u2019\u00e9chelle micro<\/a><\/span> (voir aussi ici<\/a> et l\u00e0<\/a> et l\u00e0<\/a>).<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\u00c0 l\u2019\u00e9chelle \u00ab\u00a0meso\u00a0\u00bb,<\/strong> t\u2019aurais par exemple le projet de cartographie \u00ab\u00a0Mouse Brain Architecture Project<\/a><\/em>\u00a0<\/span><\/strong>\u00bb du cerveau entier de la souris \u00e0 une \u00e9chelle plus fine que celle que l\u2019on peut obtenir avec l\u2019imagerie c\u00e9r\u00e9brale, mais allant moins dans le d\u00e9tail que la microscopie \u00e9lectronique capable de montrer les synapses<\/a>.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Ou encore le \u00ab\u00a0Mouse Connectome Project (MCP)<\/span><\/strong>\u00a0<\/a><\/em>\u00bb, qui a utilis\u00e9 des traceurs ant\u00e9rogrades mais aussi r\u00e9trogrades pour bien marquer les voies nerveuses dans les deux sens.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\u00c0 partir de ce genre de cartes, on a lanc\u00e9 en 2018 le premier atlas virtuel en 3D de toutes les cellules du cerveau de la souris<\/a><\/span>.<\/p>\n

\u00c0 l\u2019\u00e9chelle \u00ab\u00a0macro\u00a0\u00bb<\/strong> du cerveau humain maintenant, il y a diff\u00e9rents projets<\/a> <\/span>\u00a0comme celui du BigBrain<\/a><\/em> <\/span><\/strong>de l\u2019Institut neurologique de McGill et d\u2019une \u00e9quipe allemande qui, en 2013, ont tranch\u00e9, imag\u00e9e et analys\u00e9 le cerveau d\u2019une femme de 65 ans pour cr\u00e9er l\u2019une des cartes 3D la plus d\u00e9taill\u00e9e de l\u2019int\u00e9gralit\u00e9 d\u2019un cerveau humain<\/a><\/span><\/strong>. L\u2019atlas a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 la compilation de 7400 des tranches de ce cerveau conserv\u00e9 dans de la paraffine, chacune plus fine qu\u2019un cheveu humain (20-microns). Il a fallu 1000 heures pour les imager \u00e0 l\u2019aide d\u2019un scanner pour reconstruire le mod\u00e8le 3D du cerveau sur un ordinateur. Des cerveaux de r\u00e9f\u00e9rence avaient d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 cartographi\u00e9s avec l\u2019IRMf, mais ils n\u2019ont une r\u00e9solution que de 1 mm cube alors que les tranches de 20\u00a0\u00b5m de BigBrain<\/em> permettent une r\u00e9solution 50 fois meilleure. \u00c7a ressemble \u00e0 ce qu\u2019on avait fait avec le cerveau du patient H.M. apr\u00e8s son d\u00e9c\u00e8s<\/span><\/strong><\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Finalement, une cartographie importante du cerveau entier r\u00e9alis\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 plusieurs techniques d\u2019imagerie c\u00e9r\u00e9brale a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9e en 2016 par Matthew Glasser, David Van Essen et leur \u00e9quipe. En se basant sur des donn\u00e9es du Human Connectome Project<\/span><\/strong><\/a>, ils ont pu caract\u00e9riser 180 r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales par h\u00e9misph\u00e8re, soit 97 nouvelles r\u00e9gions en plus des 83 d\u00e9j\u00e0 connues, d\u00e9limit\u00e9es par des changements nets dans la cytoarchitecture, la fonction, la connectivit\u00e9 et\/ou la topographie (voir ici<\/a> <\/span><\/strong>et l\u00e0<\/a> <\/span><\/strong>et l\u00e0<\/a> <\/span><\/strong>(p.130-136)).<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Derri\u00e8re tous ces travaux, il y a l\u2019id\u00e9e du \u00ab\u00a0connectome <\/strong>\u00bb, c\u2019est-\u00e0-dire faire la cartographie anatomique la plus d\u00e9taill\u00e9e possible du syst\u00e8me nerveux d\u2019un organisme. Le seul animal dont on a le connectome complet est le ver C. elegans avec ses 302 neurones et ses 7000 synapses et il y a tout un d\u00e9bat \u00e0 savoir si \u00e7a nous a r\u00e9ellement apport\u00e9 quelque chose au niveau de la compr\u00e9hension de son comportement<\/span><\/strong><\/a>. Pour ce qui est du connectome humain, c\u2019est une carte qu\u2019il sera toujours impossible \u00e0 dresser d\u2019une fa\u00e7on d\u00e9finitive \u00e0 cause de la plasticit\u00e9 inh\u00e9rente de ses connexions \u00e0 l\u2019\u00e9chelle microscopique. Ce qui fait que la connectivit\u00e9 du cerveau d\u2019un individu peut lui \u00eatre sp\u00e9cifique, un peu comme une empreinte digitale<\/a><\/span>, et en m\u00eame temps se modifier au fil des d\u00e9cennies<\/a> <\/span>ou m\u00eame varier significativement \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de la semaine ou du mois, comme l\u2019a montr\u00e9 par exemple le psychologue Russell Poldrack qui a scann\u00e9 son propre cerveau deux fois par semaine pendant un an et demi<\/span> !<\/a> Mais un peu comme pour la cartographie du g\u00e9nome humain qui a \u00e9t\u00e9 achev\u00e9e en 2003 sans nous permettre de comprendre d\u2019un coup toutes les maladies g\u00e9n\u00e9tiques, de m\u00eame on ne croit pas que la carte g\u00e9n\u00e9rale du connectome humain nous permettra de comprendre instantan\u00e9ment les maladies mentales. Comme pour le g\u00e9nome, elle pourra toutefois aider \u00e0 \u00e9laborer de nouvelles hypoth\u00e8ses que l\u2019on ne peut sans doute m\u00eame pas imaginer aujourd\u2019hui<\/a>.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

. \u00c9tant toujours dans la phase de relecture finale de mon livre jusqu\u2019\u00e0 la fin du printemps, je continue son \u00ab journal de bord \u00bb en y publiant certains encadr\u00e9s qui n\u2019ont pu, faute d\u2019espace, trouver leur place dans le bouquin. Celui-ci entretenant d\u00e9j\u00e0 des rapports \u00e9troits avec le site web Le cerveau \u00e0 tous […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[],"tags":[751],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2690"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2690"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2690\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2696,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2690\/revisions\/2696"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2690"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2690"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/avance\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2690"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}