Le nouveau connectome du ver révèle les secrets de l'activité neuronale !

Le nouveau connectome du ver révèle les secrets de l'activité neuronale !

Il y a toujours de nouvelles découvertes passionnantes dans le monde des neurosciences. Une étude récemment publiée s'intéresse au ver Caenorhabditis elegans pour faire la lumière sur les relations complexes entre la structure cérébrale et l'activité neuronale. Ces petits animaux ont suscité l’intérêt des chercheurs dès 1986, lorsque la première carte de toutes les connexions synaptiques a été créée. Mais comme le rapporte The Transmetteur, il s'avère qu'il reste encore de nombreuses questions sans réponse.

Le défi consistant à relier l’anatomie à la fonction s’avère tout sauf facile. Les modèles d'activité neuronale basés sur les connexions existantes ne concordent pas toujours avec les observations de l'activité cérébrale des vers vivants. Quelque chose de similaire a également été observé chez les souris et les mouches des fruits, où des synapses « silencieuses » et des réponses cellulaires inattendues ont été observées. De nouvelles prépublications explorant les mécanismes à l’origine de ces phénomènes montrent que la plupart des caractéristiques du réseau chez C. elegans ne sont pas conservées entre les cartes anatomiques et fonctionnelles.

La nouvelle compréhension de C. elegans

Les versions récentes sont de véritables révélations. Un modèle de systèmes dynamiques a été développé pour simuler l'activité neuronale dans le connectome de C. elegans. Ce modèle prend en compte non seulement les connexions entre les neurones, mais aussi leur propre activité antérieure. Ces résultats ont montré que bon nombre des réactions observées entre les neurones peuvent être expliquées sur cette base. Comme mentionné dans la publication de Neuron, la recherche se concentre sur la signalisation neuropeptidergique, qui revêt une grande importance dans tous les systèmes nerveux.

L'étude vise à concevoir un connectome complet en intégrant l'anatomie unicellulaire, les données d'expression génique et les analyses biochimiques des interactions récepteur-ligand. Les résultats montrent un réseau avec une densité de connexion élevée et des cascades de signalisation étendues qui devraient servir de prototype pour comprendre les réseaux neuromodulateurs.

Le rôle des connexions neuronales

Un autre aspect passionnant est la prise de conscience qu’une connexion physique entre neurones ne garantit pas nécessairement une forte activité électrique. Les expériences de stimulation optogénétique ne produisent pas toujours des résultats prévisibles. Les chercheurs ont découvert que même si les neurones dotés de connexions synaptiques directes répondent souvent les uns aux autres, de nombreuses interactions se produisent également sans de telles connexions anatomiques.

Les résultats complets suggèrent une relation causale entre le connectome anatomique et fonctionnel et soulèvent des questions sur le rôle de la signalisation extrasynaptique. Ces résultats pourraient servir de base à de futurs travaux impliquant d’autres organismes afin de mieux comprendre le fonctionnement des réseaux neuronaux.

En résumé, les résultats de la recherche actuelle représentent un pas dans la bonne direction et aident à résoudre l’écart entre la structure et la fonction du cerveau. Andrew Leifer de l'Université de Princeton, auteur principal des deux prépublications, souligne l'importance de ces résultats et les possibilités prometteuses qui restent à explorer à l'avenir.