L’étude de la structure et de la fonction du cerveau humain révèle une hypothèse fascinante : plutôt que de naître comme un système de contrôle unifié, notre cerveau pourrait être le résultat de deux anciens systèmes neuronaux qui ont fini par cohabiter dans un même crâne.
Ce qu’il faut savoir
Une recherche publiée dans Nature Neuroscience démontre que les zones antérieures et postérieures du cerveau se développent selon des voies distinctes durant la phase embryonnaire. Comme le souligne Smithsonian Magazine, certaines cellules souches cérébrales se différencient en deux catégories. Dans les embryons de souris, environ une semaine après la conception, deux types de cellules précurseurs cérébraux sont identifiés : celles marquées par le gène Otx2 qui donneront naissance au cerveau antérieur et mésencéphale, et celles marquées par Gbx2 qui évolueront vers le cerveau postérieur ou tronc cérébral.
Au fur et à mesure que ces régions se développent, elles acquièrent des fonctions très différentes. Le cerveau antérieur joue un rôle central dans les fonctions cognitives supérieures comme le langage et la pensée abstraite. En revanche, le tronc cérébral régule les fonctions vitales telles que la fréquence cardiaque, le sommeil, la sensation de faim, ainsi que le contrôle des muscles du visage, de la langue et de la gorge.
L’auteur principal de l’étude, Kyle Loh, biologiste du développement à l’Université de Stanford, a expliqué à New Scientist : “Notre recherche indique que l’évolution a fusionné spatialement deux systèmes neuronaux déjà existants. Bien qu’il serait probablement plus efficace d’avoir un cerveau unifié, nous sommes restés fidèles à cette méthode archaïque qui compose notre cerveau de deux parties distinctes.”
Détails supplémentaires
Le tronc cérébral, qui est essentiel à notre survie, est lié à des maladies graves comme l’atrophie musculaire spinale et la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Les chercheurs se heurtent également au défi de transformer des cellules souches pluripotentes humaines en neurones du tronc cérébral, ce qui complique l’étude de ces maladies.
Des études ont également révélé des cellules précurseurs similaires dans des espèces telles que les poules, les poissons-zèbres et les vers glandulaires, suggérant que cette caractéristique est évolutivement conservée. Cela signifie que le cerveau, tel qu’il est perçu aujourd’hui, pourrait avoir évolué à partir de deux systèmes neuronaux qui ont été concentrés ensemble au fil du temps.
Cependant, tous les scientifiques ne sont pas totalement persuadés de cette théorie. Alex Pollen, neurobiologiste à l’Université de Californie, San Francisco, a exprimé à Nature que prouver que ces deux populations cellulaires n’émanent pas d’un précurseur unique et fugace s’avère complexe.
Les avancées en cours
Tirant parti de ces connaissances sur le développement, Loh, ainsi que Rayyan Jokhai, ont réussi à transformer pour la première fois des cellules souches pluripotentes humaines en neurones moteurs du tronc cérébral fonctionnels. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour une étude plus précise des maladies liées au tronc cérébral. Si les chercheurs parviennent à cultiver ces neurones correctement, cela leur permettrait d’explorer des idées sur ces maladies davantage en amont et avec plus de précision avant d’aborder des recherches sur des modèles animaux ou cliniques.
Où en est la recherche ?
Les scientifiques continuent d’explorer des questions complexes concernant non seulement le cerveau humain, mais également d’autres formes de vie. Voici quelques pistes intéressantes :
- Les méduse sans cerveau montrent que le sommeil peut protéger contre les dommages à l’ADN, suggérant des règles neuronales anciennes.
- La pollution par nanoplastiques pourrait provoquer des dysfonctionnements mitochondriaux dans le cerveau.
- Des études sur des cerveaux autopsiés suggèrent que les plastiques inhalés pourraient se frayer un chemin dans le tissu neural à travers le bulbe olfactif.
- Des recherches sur des souris ont révélé que les microplastiques provoquent des effets troublants sur la fonction cérébrale, suscitant l’inquiétude des scientifiques.
FAQ
Quels sont les impacts environnementaux des nanoplastiques ?
Les nanoplastiques polluants peuvent interagir avec des cellules, entraînant des effets négatifs sur la santé, en particulier au niveau cérébral.
Quels traitements existent pour les maladies liées au tronc cérébral ?
Actuellement, il existe des traitements symptomatiques, mais la recherche se concentre sur des thérapies plus ciblées utilisant des neurones obtenus à partir de cellules souches.
Comment les maladies du cerveau sont-elles généralement étudiées ?
Les maladies cérébrales sont souvent étudiées à travers des modèles animaux, des cultures cellulaires et des essais cliniques pour comprendre leurs mécanismes et développer des traitements.
Quel est le rôle des cellules souches dans la recherche médicale ?
Les cellules souches sont cruciales pour le développement de nouveaux traitements en médecine régénérative, car elles peuvent se transformer en différents types de cellules, y compris les neurones.
Y a-t-il des approches innovantes pour étudier le cerveau ?
Oui, des technologies récentes comme l’imagerie cérébrale avancée et les modèles de cerveau organoïdes permettent d’étudier les fonctions cérébrales de manière plus précise et éthique.
