Dans une avancée monumentale pour les neurosciences, un groupe de plus de 150 chercheurs a réussi à cartographier toutes les neurones d’un millimètre cube du cerveau d’une souris. Cet exploit incroyable, qui semble tout droit sorti d’un film de science-fiction, repose sur un échantillon de tissu cérébral plus petit qu’un grain de sable.
Après sept ans de travail et de dévouement, le résultat se présente comme un entrelacement coloré qui non seulement met en valeur la beauté de l’anatomie cérébrale, mais offre également l’enregistrement le plus détaillé du cerveau d’un mammifère à ce jour. Dans cette minuscule portion se trouvent plus de 200 000 neurones et 523 millions de synapses, qui sont les connexions entre les cellules nerveuses.
Un travail de précision incroyable
Pour atteindre ce résultat, les scientifiques ont placé les souris devant des écrans où elles regardaient des vidéos YouTube, tout en enregistrant l’activité cérébrale d’une petite portion de leurs cerveaux. Pour mettre en perspective l’ampleur de l’étude, un millimètre cube est mille fois plus petit qu’un centimètre cube, ce qui équivaut à moins d’une goutte d’eau.
L’échantillon a été divisé en 25 000 couches, chacune d’elles si fine qu’elle est 400 fois plus mince qu’un cheveu humain. Avec ces images, une équipe de chercheurs a utilisé l’intelligence artificielle pour reconstruire la structure cellulaire dans un volume 3D, ouvrant ainsi de nouvelles portes dans l’étude des neurosciences.
Historiquement, suivre la connectivité et mesurer l’activité des neurones à une telle échelle semblait une tâche impossible. Cependant, les avancées en informatique et en intelligence artificielle permettent désormais de réaliser ce travail, qui nécessitait auparavant un travail manuel ardu et étendu, de manière plus efficace.
Les résultats de ce projet, intitulé MICrONS (Machine Intelligence from Cortical Networks), ont été publiés dans dix articles dans la prestigieuse revue Nature. De plus, le diagramme des connexions cérébrales et toutes les données sont disponibles gratuitement via le MICrONS Explorer, occupant un impressionnant volume de 1,6 pétaoctets, équivalent à 22 ans de vidéos en haute définition.
Clay Reid, l’un des chercheurs principaux, a décrit cet échantillon minuscule comme une “architecture comme une fine jungle”. Ce travail permet non seulement de tester des théories existantes en neurosciences, mais ouvre également la porte à des découvertes qui pourraient révolutionner notre compréhension du cerveau.
Le projet a révélé de nouveaux types de cellules et un mécanisme innovant d’inhibition cérébrale, marquant un progrès significatif dans la classification et la compréhension de la fonction cérébrale. Comme l’a conclu Nuno da Costa, un autre chercheur, “c’est comme avoir une carte du circuit d’une radio cassée ; cela nous met dans une meilleure position pour le réparer”.