Vendredi 12 avril 2013.- Des scientifiques de l'Université de Stanford (États-Unis) ont développé un moyen de remplacer le tissu opaque du cerveau par une sorte d'hydrogel transparent similaire à celui utilisé pour les lentilles de contact, ce qui permet de faire des cerveaux transparents pour Pouvoir mieux étudier son fonctionnement.
Comme ils le disent dans un article publié dans l'édition numérique du magazine 'Nature', cette avancée permet de voir "clairement" de grandes structures telles que l'hippocampe, et même les circuits neuronaux et les cellules individuelles sont visibles.
L'annonce intervient juste une semaine après que le président des États-Unis, Barack Obama, a annoncé une initiative pour enquêter sur les mystères du cerveau. En fait, le neuroscientifique William Newsome, qui codirige cette initiative, a décrit cette avancée comme «une grande innovation technologique» qui «accélérera notre cartographie cérébrale».
Jusqu'à présent, la seule façon de suivre les connexions neuronales était de couper un cerveau en tranches ultra-minces, puis de les examiner séparément avec un microscope et de procéder à une reconstruction virtuelle sur l'ordinateur.
Cependant, cette coupure déforme le tissu et rend difficile de connaître certaines connexions, telles que celles qui existent entre des régions éloignées telles que le cortex préfrontal et l'amygdale.
Pour éviter cela, le chercheur Karl Deisseroth et son équipe ont imaginé un "travail délicat d'ingénierie biochimique" qui permet de remplacer la partie opaque du cerveau, formée par les membranes graisseuses qui entourent et soutiennent les cellules, par un hydrogel doux et gélatineux.
Ce changement a été testé sur des cerveaux de souris âgés de seulement trois mois et, une fois l'hydrogel en place, les scientifiques l'ont réchauffé pour atteindre la température de l'organisme afin que les molécules puissent se connecter les unes aux autres formant un maillage résistant Il agit comme une coquille qui contient le contenu de chaque cerveau. Après huit jours, les scientifiques avaient exactement ce à quoi ils s'attendaient et pouvaient voir à l'intérieur du cerveau de la souris.
"C'est un grand pas en avant qui évite d'avoir à couper le cerveau de la souris en mille unités et de les regarder individuellement puis d'essayer de les reconstruire ... Cela peut accélérer la recherche neuroscientifique", comme l'explique la neuroscientifique Cori Bargmann de l'Université Rockefeller, également co-directeur de l'initiative Obama.
En fait, avec cette nouvelle structure, les scientifiques ont pu voir le thalamus et le tronc cérébral, le cortex et l'hippocampe sans utiliser de microscope. Et avec lui, ils ont pu voir la matière blanche qui sert de ligne de transmission d'un cerveau, qui transporte des signaux d'un neurone à l'autre dans des circuits de circuits distants qui sous-tendent la fonction mentale.
L'hydrogel est non seulement transparent, mais également perméable, ce qui permet aux scientifiques d'infuser des colorants fluorescents spéciaux dans le cerveau à d'autres cellules du cerveau, et même à des protéines et à d'autres molécules individuelles. "Vous pouvez peindre des fils de différentes couleurs", a déclaré Deisseroth.
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Comme ils le disent dans un article publié dans l'édition numérique du magazine 'Nature', cette avancée permet de voir "clairement" de grandes structures telles que l'hippocampe, et même les circuits neuronaux et les cellules individuelles sont visibles.
L'annonce intervient juste une semaine après que le président des États-Unis, Barack Obama, a annoncé une initiative pour enquêter sur les mystères du cerveau. En fait, le neuroscientifique William Newsome, qui codirige cette initiative, a décrit cette avancée comme «une grande innovation technologique» qui «accélérera notre cartographie cérébrale».
Jusqu'à présent, la seule façon de suivre les connexions neuronales était de couper un cerveau en tranches ultra-minces, puis de les examiner séparément avec un microscope et de procéder à une reconstruction virtuelle sur l'ordinateur.
Cependant, cette coupure déforme le tissu et rend difficile de connaître certaines connexions, telles que celles qui existent entre des régions éloignées telles que le cortex préfrontal et l'amygdale.
Pour éviter cela, le chercheur Karl Deisseroth et son équipe ont imaginé un "travail délicat d'ingénierie biochimique" qui permet de remplacer la partie opaque du cerveau, formée par les membranes graisseuses qui entourent et soutiennent les cellules, par un hydrogel doux et gélatineux.
Ce changement a été testé sur des cerveaux de souris âgés de seulement trois mois et, une fois l'hydrogel en place, les scientifiques l'ont réchauffé pour atteindre la température de l'organisme afin que les molécules puissent se connecter les unes aux autres formant un maillage résistant Il agit comme une coquille qui contient le contenu de chaque cerveau. Après huit jours, les scientifiques avaient exactement ce à quoi ils s'attendaient et pouvaient voir à l'intérieur du cerveau de la souris.
"C'est un grand pas en avant qui évite d'avoir à couper le cerveau de la souris en mille unités et de les regarder individuellement puis d'essayer de les reconstruire ... Cela peut accélérer la recherche neuroscientifique", comme l'explique la neuroscientifique Cori Bargmann de l'Université Rockefeller, également co-directeur de l'initiative Obama.
En fait, avec cette nouvelle structure, les scientifiques ont pu voir le thalamus et le tronc cérébral, le cortex et l'hippocampe sans utiliser de microscope. Et avec lui, ils ont pu voir la matière blanche qui sert de ligne de transmission d'un cerveau, qui transporte des signaux d'un neurone à l'autre dans des circuits de circuits distants qui sous-tendent la fonction mentale.
L'hydrogel est non seulement transparent, mais également perméable, ce qui permet aux scientifiques d'infuser des colorants fluorescents spéciaux dans le cerveau à d'autres cellules du cerveau, et même à des protéines et à d'autres molécules individuelles. "Vous pouvez peindre des fils de différentes couleurs", a déclaré Deisseroth.
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