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Les cellules du cerveau font-elles leur travail avec l’aide de leurs voisines ?

mardi 25 décembre 2007, par Picospin

Comment se fait-il que des morceaux de tissu contenant de minuscules fractions de neurones du cerveau soient capables d’absorber et de conserver autant de données même si ce n’est que temporairement ? Dans le dernier numéro de la revue « Nature » la première étape de ce processus est présentée et expliquée en même temps que le panorama actuel des potentialités d’étude pour le cerveau.

Des excroissances nommées dendrites ?

Des chercheurs de l’Institut du Maryland, ce minuscule état situé tout près du District de Columbia qui a l’honneur d’abriter le capitale fédérale Washington ont excité non pas une cellule unique mais un petite partie de celle-ci c’est-à-dire une épine dendritique, une de ces excroissances minces comme un cheveu qui émergent d’un des bras attachés à la cellule neurologique ou neurone. Les cellules du cerveau communiquent avec leurs voisines en secrétant des substances chimiques à partir des extrémités de leurs épines, dans un espace appelé synapse qui communique avec les épines de la cellule voisine. Si le bain chimique est assez concentré, l’épine réceptrice se projette en avant ce qui a pour effet de renforcer la connexion entre les cellules. Ces manœuvres pourraient bien appartenir au processus fondamental qui sous-tend l’apprentissage. A leur grande surprise, les chercheurs ont découvert un fait étrange au moment de l’excitation d’une seule épine. Non seulement cette dernière se mit à enfler à son extrémité mais encore elle renforça la sensibilité de ses voisines aux signaux chimiques.

Sensibilité aux excitants chimiques

Ce processus les prépare d’autant mieux à métaboliser l’excès d’information véhiculé par le trop plein de sécrétions. Imaginez seulement le dispositif présenté par chaque complexe neuronal en train d’appeler son congénère du voisinage pour lui offrir un petit coin de cave en vue de le laisser stocker des informations, juste en cas de besoin. L’effet combiné de cette aide multiplie les capacités de chaque neurone. Les neurologues concluent de ces expériences que les résultats, appelés effets de plasticité et d’amoncellements, rendent parfaitement compte des possibilités extraordinaires du cerveau sans qu’ils aient jamais eu l’occasion de les voir en action. Ce mécanisme efface la conception traditionnelle selon laquelle chaque synapse fonctionne indépendamment l’une de l’autre. La force de toutes les interconnexions est capable de moduler le stockage des informations dans la mémoire. Ce que nous venons de montrer c’est que les synapses de proximité peuvent parfaitement fonctionner ensemble ce qui permet de concevoir l’hypothèse que les informations sont stockées à la manière de grappes ou d’amoncellements ou encore d’amas en même temps que de structures apparentées qui se concentrent dans la même zone.

Un exploit !!!

La possibilité d’observer le fonctionnement d’une synapse constitue un exploit en soi. Le cerveau d’un homme est composé de 100 milliards de neurones et environ mille fois plus de synapses. Pour parvenir à en détecter une seule, les investigateurs ont du faire appel à des souris génétiquement modifiées de manière à ce que leur cerveau produise une protéine fluorescente qui ne s’attache qu’à un seul type de cellules spécifiques de l’hippocampe. En observant ce phénomène à travers un microscope sur une coupe du tissue concerné, ils ont réussi à analyser isolément une seule synapse. A l’aide d’un laser, ils ont excité un amas de glutamate, une substance chimique du cerveau à l’intérieur de la synapse. La coupe entière de tissu a ainsi été absorbée sous forme de glutamate inerte et le laser a activé la substance exactement à l’endroit qui avait été désigné par les expérimentateurs. Autrefois, pour étudier ce mode de communication, entre les cellules, on eut recours à des stimulations électriques qui envoient une sorte de feu de broussaille à travers des amas de cellules effaçant du même coup tous les effets subtils qui surviennent naturellement en dehors de toute excitation. Dans cette étude, du glutamate est apporté aux épines situées dans la profondeur du cerveau. de manière à imiter les conditions qui reproduisent les effets de cette substance dans le corps.

Sensibilité exacerbée pendant dix minutes

Après avoir brûlé les synapses, les récepteurs situés sur les cellules de proximité sont restées très sensibles aux excitations pendant une bonne dizaine de minutes. Ce résultat parait logique si l’on tient compte des impressions très courtes dont les gens ont besoin pour s’orienter dans un espace qui ne leur est pas familier comme par exemple dans une chambre inconnue ou pour explorer un salon où l’on donne une réception. Une heure, ce serait sans doute beaucoup trop long. On obtiendrait des renseignements dont on ne saurait que faire ou qui seraient trop détaillés ou qui n’auraient aucun rapport avec les objectifs recherchés. Quelques secondes, seraient trop courtes sinon insuffisantes pour se souvenir de quelque chose qui aurait paru très important. Dix minutes, c’est exactement le temps nécessaire à l’accomplissement d’un acte mnésique suivi de son exécution.

Questionnement éthique ?

1. doit-on se référer dans cet article à une quelconque notion éthique ?

2. Si oui, aurait-elle des conséquences sur une réflexion d’ordre éthique susceptible d’engager le comportement ou les prises de décision de celui qui en est l’acteur ?

3. Est-ce que le fait d’étudier les neurosciences est un ajout à la compréhension des phénomènes psychiques comme ceux qui pourraient être concernés au moment d’utiliser une réflexion d’ordre général ou plus particulière dans le domaine de l’éthique ?

4. Est-ce que l’étude des mécanismes de la mémoire apporte une aide significative pour une utilisation plus claire, plus lucide de la réflexion surtout dans le domaine particulier de l’éthique ?


NYT Benedict Carey, 25.12.2007