Les scientifiques ont enfin cartographié l’ensemble du système nerveux d’un organisme modèle

Des scientifiques travaillant dans le domaine de la connectomique – l’étude des connexions à l’intérieur du système nerveux des organismes – ont annoncé qu’ils avaient cartographié le système nerveux complet d’une petite créature.

Le système nerveux en question appartient au ver rond Caenorhabditis elegans, qui a une riche histoire en tant qu’organisme modèle : une forme de vie simple qui peut révéler des indices sur la biologie d’animaux plus complexes, dont l’homme.

“La structure est toujours au cœur de la biologie”, affirme le généticien Scott Emmons, du Albert Einstein College of Medicine de New York. “La structure de l’ADN a révélé comment fonctionnent les gènes, et la structure des protéines a révélé comment fonctionnent les enzymes.”

“La structure du système nerveux révèle comment les animaux se comportent et comment les connexions neurales causent des maladies.”

Alors que des études antérieures ont déjà cartographié le système nerveux de C. elegans de façon assez approfondie, la nouvelle recherche va plus loin en cartographiant chaque connexion entre le système nerveux et le reste de l’organisme, et en couvrant les deux sexes du ver rond – mâle et hermaphrodite.

L’équipe à l’origine de ce travail a utilisé des milliers de micrographies électroniques pour construire une image de leur sujet – deux prises pour les besoins de cette étude et un ensemble complet d’images recueillies pour la première fois en 1986.

À la fin du projet, les chercheurs avaient déjà cartographié toutes les connexions entre les neurones individuels, toutes les connexions des neurones aux muscles et autres tissus, et toutes les synapses entre les cellules musculaires (ainsi qu’une estimation des forces de ces synapses).

Nous n’avons jamais vu une structure du système nerveux aussi détaillée auparavant.

“Bien que les voies synaptiques chez les deux sexes soient essentiellement similaires, un certain nombre de synapses présentent des forces différentes, ce qui permet de comprendre les comportements sexospécifiques”, explique M. Emmons.

Les vers adultes de C. elegans ne mesurent qu’un millimètre de long et ne sont composés que d’environ mille cellules. Les résultats de l’équipe révèlent que le système nerveux comprend 302 neurones dans le sexe hermaphrodite et 385 dans le sexe masculin, avec des différences significatives dans les deux, principalement dues aux fonctions reproductrices.

Comparé à un être humain, c’est un organisme extrêmement simple – mais c’est un bon point de départ pour commencer à comprendre comment le câblage d’un animal est assemblé, des connaissances qui pourraient devenir utiles dans toutes sortes d’applications futures.

Et l’humble ascaride a plus en commun avec notre espèce que vous ne le pensez.

“Ces réseaux connectés servent de points de départ pour déchiffrer le contrôle neuronal du comportement de C. elegans”, explique M. Emmons.

“Puisque le système nerveux des vers ronds contient beaucoup des mêmes molécules que le système nerveux humain, ce que nous apprenons sur le premier peut nous aider à comprendre le second.”

La recherche a été publiée dans Nature. Vous pouvez également visionner une vidéo expliquant le travail ci-dessous.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche

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