Les chercheurs développent un nouvel atlas pour cartographier les régions du cerveau

Dans une nouvelle étude, des chercheurs du Karolinska Institutet et du KTH Royal Institute of Technology en Suède ont développé un nouveau type d'atlas du cerveau basé sur une méthode innovante de cartographie des tissus cérébraux en zones en fonction de leur profil moléculaire. L'étude est publiée dans Avancées scientifiques.

De nombreux atlas actuellement utilisés pour décrire le cerveau des humains et des mammifères sont basés sur des différences visibles dans la façon dont les neurones et leurs voies sont organisés ou comment les neurotransmetteurs les plus courants sont distribués.

Ces atlas ont été inestimables pour les neurosciences dans la planification et l'interprétation des expériences, mais ils ont également été contestés car ils ont été développés par différents experts utilisant différents types de définition.. « 

Konstantinos Meletis, auteur principal de l'étude et docent, Département des neurosciences, Karolinska Institutet

Capturer des molécules dans le tissu cérébral

L'étude maintenant présentée examine s'il existe une façon plus indépendante de définir les atlas du cerveau sur une base factuelle et factuelle. L'étude, qui utilise le cerveau d'une souris adulte, est le résultat d'un projet de collaboration entre le groupe du Dr Meletis au KI et le groupe du professeur Joakim Lundeberg au KTH / Science for Life Laboratory (SciLifeLab).

« Pour réaliser cette cartographie, nous avons utilisé une méthode appelée transcriptomique spatiale, qui nous a permis de capturer les molécules qui codent pour l'identité et la fonction de la cellule », explique le Dr Meletis.

La méthode d'extraction des molécules d'ARN a été développée conjointement par le professeur Lundeberg au KTH et est utilisée pour identifier l'emplacement précis des molécules dans le tissu cérébral. L'ARN (acide ribonucléique) sert de messager entre les gènes et les protéines qu'ils codent.

Malgré la petite taille du cerveau de la souris, c'est une cartographie à grande échelle totalisant 35 000 points de mesure différents qui dure depuis près de trois ans.

La cartographie a permis aux chercheurs de recréer un atlas 3D virtuel de l'ensemble du cerveau de la souris avec des données sur plus de 15 000 gènes actifs dans les différentes zones.

Peut être utilisé pour identifier les maladies

L'étude montre qu'il est possible de construire un atlas détaillé sans connaissances ni expérience neuroanatomiques préalables. Cela permet une définition complètement basée sur les données des zones cérébrales, donnant aux chercheurs une base sur laquelle comparer les études et cartographier le cerveau d'autres espèces.

La méthode se prête également à la cartographie du cerveau humain, permettant, par exemple, aux scientifiques d'identifier les changements moléculaires dans le cerveau associés à certaines maladies.

« Nous savons que différents types de déséquilibres dans le cerveau peuvent entraîner des maladies mentales ou neurologiques », explique le Dr Meletis. « Dans les efforts pour trouver de nouveaux traitements, une connaissance préalable des différences moléculaires entre les zones cérébrales et comment elles affectent la fonction neuronale sera essentielle. »

Etudes sur le cerveau humain en cours

Des études sont également en cours pour comprendre comment le développement du cerveau humain est basé sur les mêmes principes moléculaires, travaux qui sont effectués par le groupe du professeur Lundeberg et l'Atlas des cellules de développement humain (HDCA).

« C'est fantastique que nous puissions maintenant recréer l'anatomie du cerveau dans tous ses détails en ne capturant que le profil moléculaire sans avoir aucune connaissance du cerveau ou de la fonction des molécules », déclare le professeur Lundeberg.

La source:

Référence de la revue:

Ortiz, C., et al. (2020) Atlas moléculaire du cerveau de souris adulte. Avancées scientifiques. doi.org/ 10.1126 / sciadv.abb3446.

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