En lisant le magazine Sciences et Vie du mois de juin (n°1137, p 12-13), j’ai eu un choc esthétique au même titre que la découverte du brainbow. Voici une image s’approchant de ce que j’ai vu.

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D’accord, c’est bien joli ces couleurs mais qu’est-ce que ça représente ? De l’ensemble des fibres nerveuses du cerveau, rien que ça ! Pour mieux en apprécier l’avancée, sachez que le cerveau est un immense réseau de cellules nerveuses qui s’enchevêtrent. Il contient plus de 100 milliards de neurones donc chacun communique avec 10 000 autres de ses voisins. Imaginez un peu la complexité de cet organe…

Quiconque a regardé une tranche de cerveau au microscope en retire une impression de bordel avec toutes les fibres nerveuses qui se croisent et se recroisent selon une complexité toujours croissante. À 7 mois les quelque 100 milliards de neurones sont présents et leur nombre ne variera que très peu après la naissance. Le système nerveux n’a pas pour autant terminé sa maturation. Le câblage neuronal doit ensuite s’affiner au cours de la croissance : mise en place des comportements moteurs, des fonctions mentales, du comportement social… Les expériences de l’enfant agissent en retour sur la consolidation et la formation de nouveaux circuits favorisant les apprentissages.

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Il est donc crucial de comprendre comment se forme ce câblage et selon quel processus. Jusqu’à maintenant, nous pouvions discerner grosso modo deux zones dans le cerveau :

• La substance grise qui correspond à l’accumulation de corps cellulaires des neurones et des synapses (contact entre les neurones). Elle permet la réception des messages, l’élaboration et l’analyse qui permettra de déclencher une réponse, comme un mouvement par exemple.
• La substance blanche, constituée des faisceaux d’axones qui relient les neurones de l’encéphale et de la moelle épinière entre eux. Sans ces faisceaux, pas de communication neuronale.

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C’est là qu’intervient l’équipe de chercheurs, dirigée par Van J. Wedeen au département de radiologie du Massachussets General Hospital (Boston), dont les résultats ont été publiés sur Science le 30 mars. Cette équipe a mis au point un outil logiciel basée sur l’IRM de diffusion qui permet d’observer les fibres neuronaux en suivant la propagation de l’eau à l’intérieur. Il est ainsi possible de suivre le chemin emprunté et de repérer les zones de connexion avec précision. Des images en 3D et en couleurs sont ainsi obtenues et elles détaillent de façon surprenante la substance blanche du cerveau. De l’analyse des images, il en ressort une organisation plus simple et plus ordonnée que nous le pensions.

Les fibres du cerveau des primates et des humaines étudiés seraient disposées de manière parallèle. A chaque jonction, elles tournent à 90 degrés, ce qui fait penser au maillage d’un tissu en laine ou à une grille tridimensionnelle incurvée. Mais ce modèle de maillage à 90° doit être encore confirmé. Si c’est le cas, alors c’est une belle avancée, autant scientifique qu’esthétique, qui vient compléter nos connaissances très lacunaires sur le câblage neuronal. Affaire à suivre donc. D’ici là, profitez de cette vidéo montrant l’IRM du spectre de diffusion d’un cerveau de macaque rhésus.

En savoir plus…
– La géométrie du cerveau
– L’eau, source d’imagerie