Des méduses ont été génétiquement modifiées pour que leurs neurones s'allument lorsqu'elles sont stimulées : les mystères du cerveau humain pourraient être résolus grâce à ces animaux
De tous les mystères qui entourent le corps humain, l'un des plus fascinants pour les scientifiques est la compréhension du fonctionnement du cerveau. Savoir ce qui est activé dans notre cerveau lorsque nous prenons une décision, recevons un stimulus ou bougeons un muscle. Par exemple, nous avons découvert qu'il n'est pas vrai que nous n'utilisons que 10 % de notre cerveau. Une récente étude sur le cerveau d'une méduse pourrait aider les neuroscientifiques du monde entier.
L'étude des neuroscientifiques
Le cerveau humain compte 100 milliards de neurones, établissant 100 000 milliards de connexions entre eux. Une énigme très complexe à résoudre. Mais les indices pour le résoudre pourraient venir d'une créature infiniment plus simple : la méduse.
Spécifiquement pour cette étude, les chercheurs ont choisi Clytia hemisphaerica, une espèce de méduse d'environ un centimètre de diamètre à l'âge adulte. Des chercheurs de Caltech, aux États-Unis, ont mis au point une sorte de boîte à outils pour travailler sur son patrimoine génétique.
Utilisant ces outils spécialement conçus pour la Clytia, les chercheurs l'ont génétiquement modifiée : ses neurones brillent désormais d'une lumière fluorescente lorsqu'ils sont activés. Et comme les méduses sont transparentes, les chercheurs peuvent observer l'activité neuronale de l'animal dans sa vie quotidienne. C'est-à-dire, en gros, ce qui se passe dans son cerveau lorsque la méduse se déplace, se nourrit, fuit ses prédateurs, et comment ses neurones se coordonnent.
Ce qu'une méduse peut nous apprendre sur le cerveau humain
Les méduses sont des animaux extrêmement anormaux en matière de recherche. Sur le plan génétique, ils ne ressemblent à aucun autre animal. Les vers, les mouches, les poissons et les souris sont plus semblables : même, génétiquement parlant, un ver ressemble plus à un humain qu'une méduse.
Les méduses permettent donc aux scientifiques de poser des questions et de trouver des réponses plus, en quelque sorte, "abstraites" : est-ce ainsi que les neurosciences fonctionnent ? Ses principes sont-ils partagés par tous les types de systèmes nerveux, même les plus éloignés de l'homme ? A quoi aurait pu ressembler un système nerveux originel ?
Une grande différence entre notre cerveau et celui des méduses est que le nôtre est concentré en un seul endroit, sous le crâne, alors que le leur est réparti dans tout le corps, comme un réseau. Les différentes "parties" d'une méduse peuvent fonctionner de manière autonome, sans contrôle central.
Cette stratégie semble avoir porté ses fruits, du point de vue de l'évolution, puisque les méduses ont survécu aux ères géologiques et aux bouleversements continentaux. Les chercheurs se sont demandés comment fonctionne ce cerveau et ont pris l'exemple des habitudes alimentaires de la Clytia : lorsque cette méduse attrape une proie, elle porte le tentacule à sa bouche et se penche simultanément vers l'avant. Comment son cerveau diffus coordonne-t-il ces mouvements ?
En examinant les réactions en chaîne lumineuse, les chercheurs ont découvert que le cerveau diffus est divisé en secteurs : lorsqu'une méduse attrape une proie, le secteur le plus proche de ce tentacule est activé, le poussant vers la bouche. Dans le même temps, un sous-réseau de neurones produit une molécule qui provoque la flexion du corps vers l'avant.
Un système complexe que nous connaissons désormais grâce à l'étude et au modèle de travail produit par les chercheurs de Caltech. Et qui, à l'avenir, pourrait être utilisée pour comprendre le fonctionnement du cerveau d'espèces plus complexes.