Malgré des décennies de recherche, le cerveau humain reste en grande partie un mystère pour la science. Un nouveau 500 $ million projet de créer le plus complet carte de celui-ci pourrait jamais aider à changer cela.
Notre cerveau est l’un des objets les plus complexes de l’univers connu. Déchiffrer leur fonctionnement pourrait apporter d’énormes avantages, de la recherche de moyens de traiter les maladies du cerveau et les troubles neurologiques à l’inspiration de nouvelles formes d’intelligence artificielle.
Mais un point de départ critique consiste à établir une liste de pièces. Alors que tout le monde sait que les cerveaux sont principalement constitués de neurones, il existe une gamme éblouissante de différents types de ces cellules. Sans parler des différents types de cellules gliales qui composent le tissu conjonctif du cerveau et jouent un rôle de soutien crucial.
C’est pourquoi le National Inl’initiative BRAIN des instituts de santé a vient d’annoncer 500 millions de dollars dans le financement sur cinq ans d’un effort visant à caractériser et à cartographier les neurones et d’autres types de cellules dans l’ensemble du cerveau humain. Le projet sera piloté par le Institut Allen à Seattle, mais involves collaborations à travers 17 autres institutions aux États-Unis, en Europe et au Japon.
“Ces prix permettront aux chercheurs d’explorer les caractéristiques multiformes des plus de 200 milliards de neurones et de cellules non neuronaless dans le cerveau humain avec des détails et une échelle sans précédent », a déclaré John Ngai, directeur de la NIH BRAIN Initiative, . dit dans un communiqué.
L’initiative BRAIN a été lancée en 2014 par l’ancien président Barack Obama pour révolutionner notre compréhension du cerveau humain. Le nouveau projet s’appuie sur un effort antérieur pour identifier et cartographier plus de 100 types de cellules à travers le cortex moteur d’une souris, et empruntera de nombreux outils et techniques développés pour cet effort.
Il s’agit notamment d’approches telles que la transcriptomique unicellulaire, qui permet de mesurer l’expression génique de cellules individuelles, et la transcriptomique spatiale, qui permettent de cartographier l’expression génique sur de grandes sections de tissu et de localiser l’activité génique dans des régions spécifiques.
Un groupe du Salk Institute de San Diego se concentrera également spécifiquement sur comment le cerveau change avec l’âge en mesurant les changements dans l’expression des gènes au fil du temps – connus sous le nom de changements épigénétiques – dans des échantillons de cerveau de personnes d’âges variés.
Ce sera une tâche ambitieuse, cependant. Le cerveau humain est 1 000 fois plus gros qu’un cerveau de souris et beaucoup plus complexe, donc la mise à l’échelle de ces techniques ne sera pas une simple praccès. S’ils réussissent, l’atlas cellulaire qui en résultera deviendra une ressource puissante et librement accessible pour les neuroscientifiques du monde entier.
“Je considère vraiment cela comme le projet du génome humain. Nous avons maintenant la capacité de définir les cellules comme nous avons pu définir le gènes », Ed Lein, qui dirige la contribution de l’Institut Allen, Raconté STAT. “C’est la base pour commencer à comprendre beaucoup d’autres aspects de la biologie et de la maladie.”
Ces projets font partie d’une nouvelle ronde de financement surnommé BRAIN 2.0 lancé au début de cette année. Parallèlement à l’intensification des efforts visant à cartographier différents types de cellules cérébrales, 36 millions de dollars iront à une initiative appelée le Armamentarium pour l’accès aux cellules cérébrales de précisionqui utilisera des données sur les types de cellules cérébrales pour développer de nouveaux outils conçus pour les cibler à des fins d’étude et éventuellement de traitement.
Et il y a plus de financement à venir. Au début de l’année prochaine, le NIH distribuera 30 millions de dollars supplémentaires à des projets cherchant à franchir la prochaine étape dans la cartographie du cerveau, en passant de la liste des pièces à l’élaboration des schémas de câblage qui régissent la connexion des différentes cellules et régions.
Le projet devant générer des pétaoctets de données, il faudra probablement des années avant que les scientifiques puissent utiliser pleinement cette nouvelle ressource. Mais cela pourrait s’avérer être une pièce essentielle du puzzle alors que nous essayons de percer les mystères du cerveau humain.
Crédit d’image : Institut Allen
