Utiliser l’optogénétique pour étudier le cerveau

Le cerveau humain est un organe très important. Il contrôle tous les aspects du corps humain, y compris le comportement, les décisions et les émotions. Malgré son importance, il n’est pas très bien compris. Les scientifiques savent que le cerveau contient des cellules appelées neurones. Ces neurones travaillent ensemble et sont connectés de nombreuses façons.

Les scientifiques veulent en savoir plus sur la façon dont ces neurones fonctionnent ensemble. Cela pourrait les aider à comprendre ce qui se passe, et quelles parties du cerveau sont impliquées lorsque les humains ressentent des émotions comme la peur ou le bonheur. Cependant, il est difficile d’étudier le cerveau chez les animaux vivants.

Ces dernières années, les scientifiques ont mis au point une nouvelle technique appelée optogénétique, qui leur permet d’étudier les neurones chez des animaux vivants et éveillés.

COMMENT FONCTIONNENT LES NEURONES ?

Bien qu’il s’agisse de cellules, qui sont généralement trop petites pour être visibles, les neurones peuvent en fait mesurer plus d’un mètre de long !

Cela s’explique par le fait que les neurones ont une longue et fine section attachée à leur corps cellulaire appelée l’axone. L’axone permet aux neurones de transporter des messages du cerveau au reste du corps. Les neurones utilisent l’électricité et les produits chimiques pour envoyer des messages dans tout le corps.

Les ions sont des particules chargées qui circulent dans les canaux d’un neurone. Le mouvement des ions transporte un signal électrique avec eux. Ce signal électrique passe par le neurone avec les ions. La fermeture des canaux dans le neurone arrête le mouvement des ions, et donc aussi le signal électrique. L’ouverture des canaux laisse passer les ions (et le signal électrique).

Lorsqu’un signal passe à travers un neurone, il active le neurone. Cela provoque une action dans le corps. Par exemple, le neurone peut envoyer un signal à un muscle de la jambe, lui disant de se tendre ou de se détendre, et provoquant un mouvement.

Contrôler le moment où ces signaux électriques passent par les neurones aiderait les scientifiques à apprendre ce que fait chaque neurone, en observant l’effet qu’il a sur le corps en temps réel.

COMMENT LES SCIENTIFIQUES CONTRÔLENT-ILS L’ACTIVITÉ DES NEURONES GRÂCE À L’OPTOGÉNÉTIQUE ?

Les scientifiques font en sorte que les neurones qu’ils étudient produisent une protéine photosensible appelée « Opsine » dans la cellule. Ces protéines s’ouvrent et se ferment en réponse à certaines couleurs de lumière, permettant aux ions de se déplacer à travers elles, provoquant ainsi le passage de signaux électriques à travers le neurone.

La lumière peut être envoyée dans le cerveau à l’aide de fils aussi fins qu’un cheveu (câbles à fibres optiques) ou de dispositifs sans fil placés sur la tête. L’envoi de lumière dans le cerveau permet d’activer ou de désactiver le neurone (selon le type d’opsine et le type de neurone étudié). Les scientifiques peuvent alors observer ce qui se passe lorsque ce neurone est activé ou désactivé, et comprendre la fonction et les connexions de chaque neurone.

APPLICATIONS POTENTIELLES DE L’OPTOGÉNÉTIQUE

Actuellement, des tests optogénétiques ont été effectués sur des souris. Ces études ont appris aux scientifiques comment les animaux apprennent à craindre quelque chose. Les scientifiques ont également utilisé l’optogénétique pour mieux comprendre les maladies neurologiques comme la maladie de Parkinson.

Cette technologie pourrait également être utilisée pour la recherche sur l’autisme, la toxicomanie, l’anxiété, la dépression, la schizophrénie et d’autres troubles de l’humeur. Les scientifiques envisagent également d’utiliser une technologie similaire dans les stimulateurs cardiaques pour réguler les battements du cœur.

Marwin Ramos

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