Une nouvelle technique d'imagerie pourrait donner un aperçu des troubles psychiatriques

Une équipe de neuroscientifiques a découvert une nouvelle façon de prendre des images, de surveiller la manière dont les cellules du cerveau s’organisent pour déléguer certains comportements, et pourrait potentiellement identifier des informations sur des maladies telles que l’autisme et le trouble obsessionnel-compulsif.
La nouvelle technique d'imagerie, basée sur la reconnaissance des ions calcium dans les neurones, pourrait suivre la manière dont les circuits cérébraux exécutent de telles fonctions, comme la détection d'une odeur ou la stimulation d'un mouvement.
Des recherches antérieures nous ont montré que l'imagerie cérébrale peut conduire à la détection de troubles psychiatriques tels que l'autisme. Les machines MEG ont été utilisées pour analyser les champs magnétiques du cerveau d'un enfant.
L'auteur principal, Guoping Feng, et ses associés, dont l'article a été publié dans Neurone, dire:

"Pour comprendre les troubles psychiatriques, nous devons étudier des modèles animaux et découvrir ce qui se passe dans le cerveau lorsque l'animal se comporte anormalement. C'est un outil très puissant qui nous aidera à comprendre les modèles animaux de ces maladies et à étudier comment le cerveau fonctionne normalement et dans un état malade. "

Tous les types de fonctions cérébrales ont besoin de plusieurs neurones différents dans des parties distinctes du cerveau pour échanger des informations entre eux. Ils atteignent cette communication en envoyant des signaux électriques, provoquant un afflux d'ions calcium dans les cellules actives.
Les chercheurs ont utilisé un colorant qui se lie au calcium pour prendre des images de l'activité neuronale dans les neurones. Bien que le cerveau ait des milliers de types de cellules, chacune ayant sa propre fonction, le colorant est absorbé par toutes les cellules, quel que soit leur type, ce qui rend impossible l'identification du calcium dans des types de cellules spécifiques.
Pour contourner ce problème, l'équipe de recherche dirigée par le MIT a mis au point un système d'imagerie du calcium qui vise des types de cellules spécifiques, en utilisant une protéine fluorescente verte (GFP). La GFP a été créée pour la première fois par Junichi Nakai de l’Université de Saitama au Japon et est devenue active lorsqu’elle a été liée au calcium. Loren Looger, du Howard Hughes Medical Institute, auteur du présent article, a ensuite modifié la protéine en lui donnant un signal suffisamment fort pour être utilisé chez des animaux vivants.
Les chercheurs ont ensuite génétiquement conçu des souris pour démontrer cette protéine dans un type de neurone connu sous le nom de cellules pyramidales, en faisant correspondre le gène avec un profil d'ADN régulateur qui n'est actif que dans ces cellules.
En utilisant la microscopie à deux photons pour envisager les cellules à grande vitesse et à haute résolution, les chercheurs ont pu localiser les cellules pyramidales actives pendant que le cerveau s’engage dans une certaine tâche ou répondre à un stimulus spécifique.
Dans cette étude particulière, les auteurs ont pu identifier les cellules du cortex somatosensoriel qui commencent à agir au moment où les moustaches de la souris sont touchées, ainsi que les cellules olfactives qui répondent à certaines odeurs.
L'équipe développe actuellement des souris qui démontrent les protéines sensibles au calcium et présentent également des symptômes de trouble obsessionnel-compulsif et de comportement autistique. Ils utiliseront ensuite ces souris pour rechercher les cycles de déclenchement des neurones qui diffèrent de ceux des souris normales. Cela peut aider à déterminer exactement ce qui ne va pas au niveau cellulaire, en fournissant un aperçu physique de ces maladies.
Feng dit:

"En ce moment, nous savons seulement que les défauts dans les communications neurone-neurone jouent un rôle clé dans les troubles psychiatriques. Nous ne connaissons pas la nature exacte des défauts et les types de cellules impliqués. Si nous savions quels types de cellules sont anormaux, nous pourrions trouver des moyens de corriger les modes de tir anormaux. "

L'équipe du MIT prévoit de collaborer avec la technologie de l'imagerie avec l'optogénétique, leur permettant d'utiliser la lumière pour activer et désactiver certaines classes de neurones.
En déclenchant certaines cellules et en surveillant la réponse dans les cellules cibles, elles peuvent tracer avec précision les circuits cérébraux.
Écrit par Kelly Fitzgerald