Recherche: le cerveau d'une souris rendu transparent pour y étudier son fonctionnement

Des chercheurs sont parvenus à rendre le cerveau d'une souris morte totalement transparent pour voir ce qui s'y passe. Cette prouesse leur a tout de même permis d'étudier, en trois dimensions et sans dissection, l'intégralité de ses neurones et structures moléculaires.

"Nous avons utilisé des procédés chimiques pour transformer les tissus biologiques et préserver leur intégrité tout en les rendant transparents et perméables aux macromolécules", résume dans un communiqué l'auteur principal de l'étude, Kwanghun Chung,de l'université américaine de Standford.

Cette technique a aussi fonctionné sur un cerveau humain préservé depuis plus de six ans. Elle serait également applicable à d'autres organes, selon les travaux publiés mercredi dans la revue britannique "Nature".

Ce nouveau type d'imagerie médicale pourrait révolutionner les connaissances sur le fonctionnement du cerveau, ses maladies et la façon dont elles affectent notre comportement.

De l'hydrogel pour les lipides

Pour y voir plus clair, les chercheurs ont cherché un moyen de se débarrasser des éléments opaques du cerveau: les lipides, autrement dit des graisses. Le problème, c'est que ces graisses contribuent à former les membranes des cellules et donnent au cerveau sa structure. Et si on les enlève, les tissus restants s'effondrent comme un flan trop liquide.

L'équipe de Stanford a réussi à remplacer ces lipides par de l'hydrogel, un gel composé en majorité d'eau. La recette paraît simple: laisser tremper le cerveau intact dans la solution d'hydrogel pour donner le temps aux petites molécules qu'il renferme de pénétrer dans les tissus. Puis chauffer à 37ð - la température du corps humain - pendant trois heures pour faire durcir le mélange.

A ce stade, le cerveau et l'hydrogel forment une "structure hybride" qui maintient les lipides en place mais ne les retient pas prisonniers. Il n'y a plus alors qu'à extraire les graisses en y faisant passer un courant électrique ("électrophorèse").

Ce qui reste? Un cerveau transparent conservant toutes ses structures: neurones, fibres nerveuses, aiguillages et connexions entre les neurones, protéines, etc.

Interactions physico-chimiques

A partir de ce cerveau de souris "clarifié", les chercheurs ont obtenu une cartographie de tous les circuits cérébraux, au niveau global ou très local.

Mieux encore, l'équipe de Stanford montre qu'en injectant puis en effaçant à plusieurs reprises des marqueurs fluorescents dans ce cerveau gélifié, on pourrait visualiser des informations impossibles à récolter par d'autres biais: les interactions physiques et chimiques entre les différents composants du cerveau.

Une masse d'informations telle que les spécialistes de la modélisation informatique et de l'imagerie médicale vont devoir développer de nouvelles approches pour pouvoir les exploiter.