Des scientifiques ont cartographié les récepteurs de neurotransmetteurs dans le cerveau de macaques, découvrant ainsi des principes organisationnels clés qui permettent de distinguer les pensées internes des influences externes. Ces données, mises à la disposition du public, pourraient fournir des informations précieuses sur l’activité cérébrale, le comportement et les interactions médicamenteuses, et éventuellement guider le développement de nouveaux traitements ciblant des fonctions cérébrales spécifiques.
Des scientifiques ont découvert que des schémas de récepteurs définissent des principes organisationnels clés dans le cerveau.
Une équipe internationale de chercheurs, étudiant le cerveau de macaques, a cartographié les récepteurs de neurotransmetteurs, révélant un rôle potentiel dans la distinction entre les pensées et les émotions internes et celles générées par des influences externes.
L’ensemble des données a été rendu public et sert de pont entre les différentes échelles des neurosciences, de l’échelle microscopique à l’ensemble du cerveau.
L’auteur principal, Sean Froudist-Walsh, du département d’informatique de l’université de Bristol, explique : « Imaginez le cerveau comme une ville. Ces dernières années, la recherche sur le cerveau s’est concentrée sur l’étude de ses routes, mais dans cette recherche, nous avons dressé la carte la plus détaillée à ce jour des feux de circulation – les récepteurs de neurotransmetteurs – qui contrôlent le flux d’informations.
Nous avons découvert des schémas dans la disposition de ces « feux de signalisation » qui nous aident à comprendre leur fonction dans la perception, la mémoire et l’émotion.
« C’est comme si nous avions trouvé la clé de la circulation d’une ville, et cela ouvre des possibilités passionnantes pour comprendre le fonctionnement du cerveau normal.
« À l’avenir, d’autres chercheurs pourraient utiliser ces cartes pour cibler des réseaux et des fonctions cérébrales particuliers avec de nouveaux médicaments.
Notre étude visait à créer la carte la plus détaillée à ce jour de ces « feux de signalisation ».
L’équipe a utilisé une technique appelée autoradiographie des récepteurs in vitro pour cartographier la densité des récepteurs de six systèmes de neurotransmetteurs différents dans plus de 100 régions du cerveau.
Pour trouver des modèles dans ces vastes données, ils ont appliqué des techniques statistiques et utilisé des techniques modernes de neuro-imagerie, combinées à des connaissances anatomiques spécialisées. Cela leur a permis de découvrir les relations entre les schémas de récepteurs, la connectivité cérébrale et l’anatomie.
En comprenant l’organisation des récepteurs dans le cerveau, on espère que de nouvelles études permettront de mieux relier l’activité cérébrale, le comportement et l’action des médicaments.
En outre, les récepteurs étant les cibles des médicaments, la recherche pourrait, à l’avenir, guider le développement de nouveaux traitements ciblant des fonctions cérébrales spécifiques.
Le Dr Froudist-Walsh ajoute : « Ensuite, nous souhaitons utiliser cet ensemble de données pour développer des modèles informatiques du cerveau.
Ces modèles de réseaux neuronaux inspirés du cerveau nous aideront à comprendre la perception et la mémoire normales, ainsi que les différences observées chez les personnes souffrant de schizophrénie ou sous l’influence de substances telles que les « champignons magiques ».
« Nous prévoyons également de mieux intégrer les résultats entre les espèces, en reliant les neurosciences détaillées au niveau des circuits, souvent menées chez les rongeurs, à l’activité cérébrale à grande échelle observée chez l’homme. »
La création de cartes librement accessibles de l’expression des récepteurs dans le cortex, qui intègrent les données de neuro-imagerie, pourrait accélérer la traduction entre les espèces.
« Il est mis gratuitement à la disposition de la communauté neuroscientifique via l’infrastructure EBRAINS du Human Brain Project, afin qu’il puisse être utilisé par d’autres neuroscientifiques computationnels désireux de créer d’autres modèles biologiquement informés », a ajouté Nicola Palomero-Gallagher, chercheur du HBP au Forschungszentrum Jülich et auteur principal de l’article.
Référence : « Gradients of neurotransmitter receptor expression in the macaque cortex » par Sean Froudist-Walsh, Ting Xu, Meiqi Niu, Lucija Rapan, Ling Zhao, Daniel S. Margulies, Karl Zilles, Xiao-Jing Wang et Nicola Palomero-Gallagher, 19 juin 2023, Nature Neuroscience.
DOI: 10.1038/s41593-023-01351-2
L’équipe internationale de chercheurs provient de l’Université de Bristol, de l’Université de New York, du Human Brain Project, du Centre de recherche de Julich, de l’Université de Düsseldorf, du Child Mind Institute et de l’Université Paris Cité.