L'incroyable carte qui montre chaque neurone du cerveau

Les neurones sont des cellules du système nerveux qui envoient et reçoivent des messages dans tout votre corps, permettant à votre cerveau de contrôler tout ce que vous faites. Ils sont même impliqués dans la façon dont votre cerveau traite l’alimentation. Puisqu’il y a environ 86 milliards de neurones dans le cerveau, les synapses qui les relient ressemblent à un tas élaboré de spaghettis dans les images brutes. Grâce à FlyWire et à un consortium de chercheurs de plus de 127 institutions, ce réseau chaotique de circuits est représenté dans le tout premier connectome complet du cerveau entier d'une mouche à fruit femelle adulte.

En publiant la collection d'articles phares et complémentaires dans la revue scientifique Nature, le FlyWire Consortium dirigé par l'Université de Princeton – composé de joueurs et de traceurs professionnels parmi les neuroscientifiques – a utilisé 21 millions d'images haute résolution du cerveau de la mouche et un processus en plusieurs étapes avec l'IA et l'ordinateur. l'automatisation pour démêler le réseau de neurones indifférenciés. La carte tridimensionnelle étiquetée comprend environ 100 000 annotations de cellules, près de 140 000 neurones et plus de 50 millions de synapses, le tout commencé en 2019.

L'auteur principal de l'article phare, le Dr Sven Dorkenwald de l'Université de Princeton, a déclaré au bureau des communications de Princeton : « Ce que nous avons fait, c'est construire un atlas du cerveau et ajouter des annotations pour toutes les entreprises, les bâtiments, les noms de rues. , les chercheurs sont désormais équipés pour naviguer de manière réfléchie dans le cerveau, alors que nous essayons de le comprendre. Cet exploit est si étonnant en raison de sa complexité par rapport aux modèles cérébraux précédents, tels que les 302 neurones d'un ascaris adulte et les 3 000 neurones d'une larve de mouche des fruits.

Pour le grand public, il peut ne pas sembler très productif pour la recherche neurologique humaine que les scientifiques travaillent si dur sur un schéma de câblage d'insecte, mais les cerveaux des mouches des fruits ont en réalité pas mal de points communs avec le nôtre. Pour commencer, nous partageons 60 % de l’ADN, y compris les gènes responsables du décalage horaire, de l’apprentissage et des anomalies chromosomiques. Les insectes font la sérénade des intérêts amoureux, restent éveillés avec du café, se saoulent, vieillissent de la même manière et résolvent les problèmes comme nous le faisons aussi. De plus, 75 % des maladies génétiques humaines présentent des similitudes avec les mouches des fruits.

Actuellement, de nombreuses maladies neurologiques humaines sont incurables, comme la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la démence, de sorte que les médecins ne peuvent traiter que les symptômes. Désormais, les chercheurs pourront utiliser cet atlas cérébral pour comprendre comment tous les cerveaux fonctionnent, comment les neurones se connectent les uns aux autres et quels neurones et comportements sont en corrélation. Cela leur permettra de comprendre la différence entre un cerveau sain et malade, ouvrant la voie à des traitements sur mesure. Une étude de 2019 a été publiée sur la façon dont les mouches des fruits pourraient guérir la douleur chronique, par exemple, et ce nouveau modèle cérébral pourrait faire avancer cette recherche.

Le consortium FlyWire a créé un Codex gratuit afin que les professionnels du monde entier puissent parcourir la carte complète sans avoir besoin d'outils avancés ni télécharger des quantités excessives de données. Plus de 10 000 utilisateurs s’y étaient inscrits début octobre 2024, et de nouvelles expérimentations sont déjà en cours. De plus, l’équipe a créé une collection de ressources permettant aux étudiants du secondaire et du collégial d’apprendre, ce qui pourrait élargir son application et son potentiel dans la recherche neurologique.