{"id":1955,"date":"2020-11-16T16:51:00","date_gmt":"2020-11-16T15:51:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/?p=9201"},"modified":"2022-01-04T21:02:48","modified_gmt":"2022-01-04T20:02:48","slug":"macedoine-de-neurones-en-developpement","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/2020\/11\/16\/macedoine-de-neurones-en-developpement\/","title":{"rendered":"Mac\u00e9doine de neurones en d\u00e9veloppement"},"content":{"rendered":"

\"\"Un peu comme pour l\u2019hominisation il y a deux semaines,<\/a><\/span> je revisite ces jours-ci un autre sujet dans le cadre d\u2019un projet d\u2019\u00e9criture visant entre autres \u00e0 mettre en valeur ces billets de blogue. Il s\u2019agit cette fois du d\u00e9veloppement neuronal<\/a><\/span>, c\u2019est-\u00e0-dire la chor\u00e9graphie complexe permettant \u00e0 nos neurones de prolif\u00e9rer et de se diff\u00e9rencier au bon endroit dans notre cerveau durant les premiers mois de notre vie. Je vous livre donc cette semaine une mac\u00e9doine de quelques ph\u00e9nom\u00e8nes qui me semblent toujours \u00e9tonnants quand on pense \u00e0 ces premiers moments de l\u2019histoire de notre corps et de notre syst\u00e8me nerveux.<\/p>\n

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Le premier \u00e9tonnement part du fait que nos tr\u00e8s lointains anc\u00eatre \u00e9taient des \u00eatres unicellulaires et que nous sommes pour notre part des \u00eatres multicellulaires. Or durant leur d\u00e9veloppement embryonnaire, c\u2019est un peu comme si les multicellulaires devaient repasser par tous les stades ant\u00e9rieurs ayant men\u00e9 jusqu\u2019\u00e0 eux. J\u2019insiste cependant fortement ici sur le \u00ab\u00a0comme si\u00a0\u00bb. Parce cette id\u00e9e que \u00ab l’ontogen\u00e8se qui r\u00e9capitule la phylogen\u00e8se\u00bb<\/a><\/span>, autrement dit que le d\u00e9veloppement r\u00e9capitule l\u2019\u00e9volution, mise de l\u2019avant par Ernst Haeckel en 1866, a fait figure de loi pendant plusieurs d\u00e9cennies. Mais on sait aujourd\u2019hui que c\u2019est beaucoup trop carr\u00e9 ou dogmatique comme formulation. M\u00eame s\u2019il y a dans notre lign\u00e9e \u00e9volutive lointaine des poissons ou des amphibiens, on ne peut pas discerner dans notre d\u00e9veloppement de stades correspondant pr\u00e9cis\u00e9ment \u00e0 celui d\u2019un poisson ou d\u2019un amphibien. Cela dit, c\u2019est clair que des esp\u00e8ces qui partagent une m\u00eame branche \u00e9volutive ont des stades pr\u00e9coces de leur d\u00e9veloppement qui se ressemblent. On a juste \u00e0 penser \u00e0 la structure de base du squelette chez tous les vert\u00e9br\u00e9s qui se met en place tr\u00e8s t\u00f4t lors de l\u2019embryogen\u00e8se.<\/p>\n

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Le d\u00e9veloppement \u00e9tant un peu comme une recette o\u00f9 chaque \u00e9tape d\u00e9pend des pr\u00e9c\u00e9dentes, les erreurs qui surviennent t\u00f4t dans le processus ont souvent des cons\u00e9quences catastrophiques pour la suite, et les individus ne vont pas survivre. Et donc ne vont pas transmettre ces mutations-l\u00e0. D\u2019o\u00f9 cet aspect conservateur du d\u00e9but du d\u00e9veloppement dans une lign\u00e9e particuli\u00e8re. En d\u2019autres termes, l\u2019\u00e9volution ne fait que conserver ses bons coups, ou du moins ses coups viables. Pour le reste, c\u2019est un bricoleur<\/a><\/span>, un explorateur, un cr\u00e9ateur de diversit\u00e9 ! Et \u00e7a va se voir aussi durant le d\u00e9veloppement puisque celui-ci, avec les b\u00e9mols qu\u2019on vient de mentionner, va rejouer le r\u00e9sultat de toutes ces explorations pass\u00e9es pour aboutir \u00e0 \u00e9norm\u00e9ment de types cellulaires en tout genre. Penser qu\u2019une simple cellule comme l\u2019ovule f\u00e9cond\u00e9 va \u00eatre capable de donner un \u00eatre humain au complet, avec toutes les sortes de cellules diff\u00e9rentes que \u00e7a prend pour faire nos muscles, notre peau, notre sang ou nos os, \u00e7a a quelque chose de quand m\u00eame assez incroyable. Sans parler de notre cerveau avec toute la diversit\u00e9 de ses neurones et ses milliers de milliards de connexions !<\/p>\n

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Tous les humains comme vous et moi avons commenc\u00e9 par \u00eatre un ovule f\u00e9cond\u00e9 dans le ventre de notre m\u00e8re. Cette premi\u00e8re cellule va bient\u00f4t se diviser en deux, puis en quatre, puis en huit, puis en seize. On est alors environ trois quatre jours apr\u00e8s la f\u00e9condation et ce qu\u2019on appelle alors la morula est en train de descendre dans les trompes ut\u00e9rines vers l’ut\u00e9rus. \u00a0Les cellules de cette petite masse sont totipotentes, c\u2019est-\u00e0-dire que chacune d\u2019entre elles serait encore capable de produire un \u00eatre humain entier. La diff\u00e9renciation va commencer avec le stade suivant quand la masse va atteindre 64 \u00e0 128 cellules avec sa croissance exponentielle. Notre balle va alors former une sorte de cavit\u00e9 au milieu pour devenir comme un petit ballon qu\u2019on appelle la blastula. \u00c0 ce stade, des cellules vont commencer \u00e0 s\u2019accumuler \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la cavit\u00e9 contre la paroi et vont devenir pluripotentes. \u00c7a veut dire qu\u2019elles ne pourraient pas refaire un \u00eatre humain au complet, mais qu\u2019elles sont encore capables de se diff\u00e9rencier en n\u2019importe quel des 200 sortes de cellules sp\u00e9cialis\u00e9es que l\u2019on retrouve dans le corps humain. C\u2019est durant ce stade, environ 6 \u00e0 8 jours apr\u00e8s la fertilisation, que se fait l\u2019implantation dans la paroi ut\u00e9rine. C\u2019est important de rappeler ici que ces cellules ont toutes le mat\u00e9riel g\u00e9n\u00e9tique humain au complet, mais chacune va commencer \u00e0 exprimer certains g\u00e8nes plut\u00f4t que d\u2019autres, ce qui va les enligner vers le d\u00e9veloppement d\u2019organes diff\u00e9rentes. L\u2019endoderme, la couche de cellules la plus int\u00e9rieure, produira entre autres les intestins, les poumons et le foie. Le m\u00e9soderme, la couche mitoyenne, donnera naissance aux reins, aux organes reproducteurs, aux os, aux muscles et au syst\u00e8me vasculaire. Et l\u2019ectoderme, la couche ext\u00e9rieure, sera \u00e0 l\u2019origine \u00e0 la fois de l\u2019\u00e9piderme et, ce qui va nous int\u00e9resser particuli\u00e8rement, de tout le syst\u00e8me nerveux central et p\u00e9riph\u00e9rique.<\/p>\n

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Se d\u00e9veloppe alors un \u00e9troit cordon de cellules en provenance du m\u00e9soderme, la notocorde. C\u2019est cette notocorde qui va jeter les bases de l\u2019axe avant-arri\u00e8re le long duquel se d\u00e9veloppera notre corps bilat\u00e9ral, et qui permet de commencer \u00e0 parler d\u2019un l\u2019embryon en tant que tel. Les cellules de la notocorde envoient ensuite un signal mol\u00e9culaire aux cellules de l\u2019ectoderme situ\u00e9es juste au-dessus d\u2019elles qui va les amener \u00e0 s\u2019\u00e9paissir et former une sorte de plaque, la plaque neurale, la premi\u00e8re structure \u00e0 l\u2019origine du syst\u00e8me nerveux. Les bords de cette plaque neurale vont ensuite se replier vers l\u2019int\u00e9rieur, devenant ce qu\u2019on va appeler la goutti\u00e8re neurale, qui elle-m\u00eame va bient\u00f4t se refermer pour former un tube neural.<\/a><\/span> Et c\u2019est \u00e0 partir de ce tube que se construira la totalit\u00e9 du cerveau et de la moelle \u00e9pini\u00e8re.<\/p>\n

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C\u2019est l\u00e0 que d\u00e9bute vraiment la premi\u00e8re phase de d\u00e9veloppement de nos cellules nerveuses, la prolif\u00e9ration. Parce que jusqu\u2019ici, le tube neural n\u2019\u00e9tait constitu\u00e9 que d\u2019une seule couche de cellules. Ces cellules vont alors se mettre \u00e0 se diviser plus rapidement de sorte que cette couche va s\u2019\u00e9paissir. Cette phase de prolif\u00e9ration cellulaire va donc permettre d\u2019augmenter le nombre de cellules. \u00c0 cette \u00e9tape-l\u00e0, ces cellules souches sont devenues multipotentes, c\u2019est-\u00e0-dire qu\u2019elles peuvent encore donner naissance \u00e0 diff\u00e9rents types cellulaires, mais \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur d\u2019un seul organe, ici le cerveau. Les cellules continuent donc de prolif\u00e9rer \u00e0 un rythme qui varie le long du tube neural en fonction de la future structure c\u00e9r\u00e9brale en formation. \u00c7a devient d\u2019ailleurs difficile maintenant de donner des rep\u00e8res temporels tellement il y a de choses qui se passent en m\u00eame temps. Mais ce qu\u2019on peut dire c\u2019est qu\u2019\u00e0 de plus en plus d\u2019endroits dans le tube neural, on va atteindre une \u00e9tape qu\u2019on appelle la d\u00e9termination. C\u2019est l\u00e0 que les cellules vont ni plus ni moins verrouiller leur destin, devenant des cellules unipotentes, c\u2019est-\u00e0-dire qui ne peuvent plus produire qu\u2019un seul type cellulaire, tout en continuant de prolif\u00e9rer. Une cellule souche unipotente qui se divise va par exemple donner d\u2019une part en une autre cellule souche, et d\u2019autre part en un pr\u00e9curseur neuronal qui va continuer de se diviser en formant diff\u00e9rentes lign\u00e9es neuronales. Au bout d\u2019un certain temps, ces neurones vont \u00eatre pleinement diff\u00e9renci\u00e9s et ne subiront plus aucune division cellulaire. C\u2019est, pour ainsi dire, leur date de naissance. Et ce sera la m\u00eame chose pour l\u2019autre grande famille de cellules qui se diff\u00e9rencieront dans le cerveau, les cellules gliales<\/a><\/span>.<\/p>\n

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Apr\u00e8s leur derni\u00e8re mitose dans la zone ventriculaire, les nouveaux neurones entreprennent une migration qui les m\u00e8nera \u00e0 leur position d\u00e9finitive. La plupart vont migrer sur des distances appr\u00e9ciables \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de l\u2019embryon. De quelques millim\u00e8tres pour atteindre les m\u00e9ninges dans le cas du cortex des primates, \u00e0 encore bien davantage pour les neurones du syst\u00e8me nerveux p\u00e9riph\u00e9rique qui proviennent de la cr\u00eate neurale.<\/a><\/span> Ces derniers vont par exemple s\u2019orienter gr\u00e2ce \u00e0 des mol\u00e9cules situ\u00e9es sur d\u2019autres cellules et y adh\u00e9rer temporairement pour s\u2019aider dans leur d\u00e9placement. Dans d\u2019autres r\u00e9gions comme le cortex ou le cervelet, la migration d\u2019une grande partie de ces neurones est facilit\u00e9e par des cellules gliales radiales, un type particulier de cellules gliales qui vont \u00e9tendre un long prolongement de leur membrane de la zone ventriculaire jusqu\u2019\u00e0 la surface corticale. Les neurones vont ainsi pouvoir rejoindre leur destination finale en rampant le long de ces autoroutes, entra\u00een\u00e9s encore une fois par les affinit\u00e9s de ses mol\u00e9cules d\u2019adh\u00e9rence avec celles de la glie.<\/p>\n

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Tout \u00e7a va globalement donner lieu \u00e0 une chor\u00e9graphie hyper-pr\u00e9cise qui va par exemple ici, gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019interaction des cellules gliales radiales et des jeunes neurones, permettre aux 6 couches du cortex de se structurer correctement. Car contrairement aux autres cellules du corps humain, les neurones ne font pas partie de populations homog\u00e8nes. Ce n\u2019est pas, par exemple, comme une cellule b\u00eata du pancr\u00e9as qui va s\u00e9cr\u00e9ter de l\u2019insuline peu importe o\u00f9 elle est situ\u00e9e dans le pancr\u00e9as. Le d\u00e9veloppement du syst\u00e8me nerveux pose un probl\u00e8me particulier puisque la position d\u2019un neurone donn\u00e9 est d\u00e9terminante pour sa fonction. Autrement dit, l\u2019endroit o\u00f9 un neurone va se placer d\u00e9termine grandement les connexions qu\u2019il fera avec ses semblables. Mais pour les faire, ces connexions avec d\u2019autres neurones, il va falloir que les neurones\u00a0d\u00e9ploient leurs dendrites et leur axone<\/a><\/span>, les deux attributs qui les caract\u00e9risent<\/a><\/span>. Mais \u00e7a, c\u2019est une autre (longue et complexe) histoire\u2026<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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