Un nouvel outil vise à illuminer la face cachée du cerveau

Une nouvelle technique d’imagerie neuronale fonctionnelle vient d’être développée⁽¹⁾. Elle permet, in vivo, en bioluminescence, de suivre l’activité neuronale, plus spécifiquement l’activité calcique, en temps réel, sur un petit groupe de neurones ou sur l’ensemble du cerveau.

Le nouveau marqueur utilisé, la protéine GFP-aeroquin, est sensible au calcium. En présence de son cofacteur, elle émet de la lumière lorsque la concentration calcique change dans la cellule, comme lors d’une activation neuronale.

N’importe quels neurones ou structures cérébrales pourront être étudiés

Ainsi, l’activité du cerveau de la mouche drosophile peut être suivie sur des périodes de vingt-quatre à quarante-huit heures. De nouveaux phénomènes physiologiques, en relation avec l’activité calcique, sont mis en évidence. L’activation par la nicotine des corps pédonculés – une structure importante pour l’apprentissage et la mémoire olfactive chez la drosophile – induit une réponse secondaire retardée d’environ dix à quinze minutes au niveau des projections axonales des neurones. Cette réponse, jusqu’à présent totalement insoupçonnée, pourrait intervenir dans les phénomènes d’apprentissage et de mémoire. Des neurones du corps ellipsoïdal ont ainsi pu être enregistrés. Cette structure, localisée au centre du cerveau et qui intervient dans la régulation de la locomotion, n’avait jamais été étudiée en raison de son inaccessibilité. Il est ainsi possible d’exprimer ce traceur dans l’ensemble des cellules du système nerveux du cerveau. Des cartes anatomo-fonctionnelles du cerveau (ici chez la drosophile), sur des enregistrements de longue durée, peuvent pour la première fois être réalisées. Ces cartes serviront ensuite de référence pour comparer l’activité cérébrale dans divers contextes : dimorphisme sexuel, changement au cours du vieillissement, etc.

La comparaison de cartes de drosophiles qui portent différentes mutations, qui servent de modèles pour plusieurs affections humaines (maladies d’Alzheimer, de Parkinson, de Huntington) ou encore pour une approche pharmacologique dans les phénomènes d’addiction aux différentes drogues, pourrait être mise à profit.

• (1) Par l’unité d’embryologie moléculaire (CNRS/Institut Pasteur), en collaboration avec le laboratoire de neurobiologie de l’apprentissage, de la mémoire et de la communication (CNRS/université Paris-sud).

• Source : « La bioluminescence au service d’une nouvelle technique d’imagerie cérébrale », communiqué du CNRS du 7/3/2007.