Rendre un cerveau transparent !

Mosaïques : FocusScience

samedi 15 juin 2013

Plus précisément un cerveau de souris mort. Telle est la prouesse réalisée par une équipe de chercheurs américains de l’Université de stanford. Ils ont mis au point une technique baptisée « Clarity » qui agit sur les lipides.

Jusqu’à maintenant, il fallait découper le cerveau en très fines tranches pour identifier les cellules présentes dans chaque couche. Puis, les reconstituer par ordinateur pour obtenir une vue en relief d’un connectome (carte de l‘ensemble des neurones). Ce procédé nécessitait du temps, une grande patience et surtout il abîmait les tissus. La reconstitution en 3D n’était donc pas tout à fait fidèle à la réalité.

Le procédé « Clarity » contourne tout cela en obtenant un cerveau en 3D, sans avoir à le disséquer, et ce jusqu’au moindre détail des connexions cérébraux. Comment est-ce possible ? En agissant sur les lipides présents dans la membrane des cellules et qui bloquent la lumière : les cellules sont alors opaques. L’idée est donc de supprimer ces graisses sans que la structure cellulaire ne s’effondre sur elle-même. Plusieurs étapes étaient nécessaires avant d’arriver au résultat voulu :

  1. Plonger les cerveaux de souris de trois mois dans un bain d’hydrogel. Les molécules de ce gel, essentiellement constitué d’eau, ont pénétré dans les tissus. Une armature souple et transparente s’est alors formée dans l’organe.
  2. Chauffer le cerveau à 37°C pour solidifier la structure obtenue.
  3. Ôter les lipides à l’aide d’un détergent et d’une technique de séparation des molécules par un courant électrique, l’électrophorèse.

Ce n’est pas clair ? Alors, voici une vidéo du magazine Nature sous-titrée et traduite en français grâce au magazine Sciences et Avenir (un grand merci à eux !).

Résultat ? Un cerveau parfaitement transparent. Il est même possible d’observer toutes les composantes jusqu’à l’échelle du neurotransmetteur grâce à des techniques d’imagerie classique ! Ici, le principe reste inchangé : injecter des marqueurs fluorescentes qui ne réagissent qu’en présence de certaines molécules-cibles. Mais ce qui est fort, c’est que l’organe peut être nettoyé entre chaque manipulation avant de procéder à une nouvelle injection de produit fluorescent.

Bon, y’a quand même un hic : c’est ce que la technique « Clarity » ne fonctionne sur des cerveaux morts. Autrement dit, nous pouvons voir tout le circuit cérébral mais pas les courants chimiques et électriques qui le traversent. N’empêche que le procédé est prometteur, d’autant plus qu’il marche sur des morceaux de cerveau humain conservés dans du formol. Et sur d’autres organes aussi, de quoi envisager de nombreuses possibilités.

Brrr, sachant qu’il existe d’autres techniques prometteuses comme le brainbow ou la diffusion d’eau dans les fibres neuronaux, je frémis d’excitation sur les données obtenues qui ouvrent déjà d’autres horizons insoupçonnés !

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