À quoi les souvenirs ressemblent-ils?

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Oscar Wilde parlait des souvenirs comme du « journal que nous transportons tous avec nous ». Une équipe de scientifiques a désormais développer une méthode pour déterminer à quel endroit et de quelle façon ce journal est écrit.

Avec la nouvelle percée, il est possible de "voir" les souvenirs dans le souvenir

Avec la nouvelle percée, il est possible de « voir » les souvenirs dans le souvenir

L’équipe, dirigée par Don Arnold et Richard Roberts de l’Université de Caroline du Sud, a mis au point des sondes microscopiques qui illuminent les synapses dans un neurone vivant, en temps réel, en attachant des marqueurs fluorescents sur les protéines synaptiques – le tout sans affecter la capacité de fonctionnement des neurones.

Ces marqueurs fluorescents permettent aux chercheurs d’observer les synapses excitateurs et inhibiteurs pour la première fois – et, de façon plus importante, de quelle façon ils changent lorsque de nouveaux souvenirs sont formés.

Les synapses ressemblent à des points lumineux le long des dendrites (les branches des neurones qui transmettent des signaux électrochimiques). Alors que le cerveau traite de nouvelles informations, ces points lumineux sont modifiés, indiquant de façon visuelle la façon dont les structures synaptiques dans le cerveau ont été altérées par les nouvelles données.

« Lorsque vous créez un souvenir ou apprenez quelque chose, il y a des changements physiques dans le cerveau. Il semble que ce qui est modifié est la distribution des connexions synaptiques », a dit M. Arnold, professeur associé en biologie moléculaire et informatique, et coauteur de l’article sur cette étude paru dans le journal scientifique Neuron le 19 juin.

Les sondes agissent comme des anticorps, mais sont « tissées plus serrées », et sont optimisées pour travailler à l’intérieur de la cellule – quelque chose que les anticorps habituels ne peuvent faire. Pour fabriquer ces sondes, l’équipe a utilisé une technique appelée « affichage mARN ».

« En utilisant cette méthode, nous pouvons chercher à travers un milliard de protéines différentes en même temps pour découvrir la protéine qui s’attache le mieux à la cible », a dit M. Roberts.

Les sondes de MM. Arnold et Roberts sont attachées à la protéine verte fluorescente, une protéine isolée de la méduse qui adopte une couleur verte éclatante lorsqu’elle est exposée à la lumière bleue. Puisque les sondes sont des protéines, les gènes qui les encodent peuvent être insérées dans les cellules cérébrales d’animaux vivants, poussant les cellules elles-mêmes à fabriquer les sondes.

La conception des sondes comprennent également un système de régulation qui réduit la fabrication des protéines fluorescente après que l’ensemble de la protéine cible eut été identifiée – éliminant de fait la fluorescence d’arrière-plan – générant une image plus claire.

Ces sondes peuvent être insérées dans les cerveaux des souris vivantes et ensuite être affichées à travers des fenêtres craniennes en utilisant un microscope à photons.

Cette nouvelle étude pourrait offrir des informations essentielles pour les chercheurs travaillant dans le cadre d’un nouveau programme de science cérébrale du président Barack Obama annoncé en avril.

Calqué sur le projet du génome humain, l’objectif du programme de 100 millions $ US est d’accélérer la recherche sur la façon dont le cerveau fonctionne, et « mieux comprendre comment nous pensons, apprenons et nous nous souvenons ».

 

Dans la catégorie: Science et Environnement

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