- Des chercheurs ont utilisé de nouvelles méthodes pour observer le cerveau de souris tout au long de la journée.
- Ils ont découvert que des changements importants ont lieu dans le cerveau au cours de la journée. Ils semblent être corrigés pendant le sommeil.
- Leurs découvertes pourraient aider à mieux évaluer la fatigue et à améliorer la prise en charge de troubles de santé mentale.
Le cerveau reste l’un des organes les plus mystérieux. Pour mieux comprendre son fonctionnement, une équipe internationale dirigée par l'université du Michigan a développé de nouveaux outils capables de suivre quelles sont les régions cérébrales actives tout au long de la journée.
Présentés dans un article paru dans la revue PLOS Biology, ils ont notamment permis de mieux appréhender la fatigue.
Le cerveau se réorganise sans arrêt
Afin de pouvoir suivre précisément l’activité des neurones, les chercheurs ont fait appel à la microscopie de fluorescence à feuille de lumière qui permet notamment d’observer des cerveaux de souris en 3D avec une résolution subcellulaire. Ils ont également utilisé une méthode de marquage génétique qui a permis de visualiser les neurones actifs sous le microscope. Ce qui a permis aux chercheurs d'observer quelles cellules étaient actives dans le cerveau et à quel moment. Des algorithmes ont ensuite été mis au point pour analyser et interpréter les données obtenues lors de tests effectués avec des souris.
C’est ainsi que les scientifiques ont découvert que, de manière générale, au réveil des rongeurs, l'activité débute dans les couches internes (ou sous-corticales) du cerveau. Au fil de leur journée – ou plutôt de leur nuit puisque ces animaux sont nocturnes – les centres d'activité se déplacent vers le cortex à la surface de l’organe.
"Le cerveau ne se contente pas de modifier son niveau d'activité au cours de la journée ou lors d'un comportement spécifique", explique Konstantinos Kompotis, co-auteur de l'étude et chercheur au laboratoire de psychopharmacologie du sommeil de l'Université de Zurich. "Il réorganise en réalité les réseaux ou les régions de communication qui sont aux commandes, un peu comme les routes d'une ville desservent différents réseaux de circulation à différents moments."
"Nous observons des changements profonds dans le cerveau au cours de la journée, pendant que nous restons éveillés, et ces changements semblent se corriger durant le sommeil", ajoute le Pr Daniel Forger de l'Université du Michigan, auteur principal de l'étude, dans un communiqué.
Cette découverte et les outils qui l’ont mis en lumière pourraient à terme aider à identifier les signes de fatigue. "Nous sommes en réalité très mauvais pour évaluer notre propre fatigue. Celle-ci repose sur notre perception subjective de la fatigue", indique le Pr Forger. "Nous espérons pouvoir développer des "signatures" qui nous indiqueront si les gens sont particulièrement fatigués et s'ils peuvent effectuer leur travail en toute sécurité." Par exemple, cela pourrait permettre de vérifier si les pilotes et les chirurgiens sont suffisamment reposés avant un vol ou une opération.
Ces travaux pourraient aussi aider à comprendre certains troubles mentaux
Le chercheur et ses collègues avancent que leurs nouvelles méthodes d’analyses cérébrales pourraient aussi aider à mieux comprendre et prendre en charge certains troubles de santé mentale. "Cette étude n'aborde pas ce sujet", explique le Pr Forger. "Mais je pense que l'activité que nous avons observée dans différentes régions sera importante pour comprendre certains troubles psychiatriques." Elles pourraient aussi aider à étudier et à développer des traitements agissant sur l’activité du cerveau.
"Bien que les nouvelles techniques expérimentales ne soient pas applicables à l'humain, les chercheurs peuvent transposer certains résultats obtenus chez la souris à la physiologie humaine", assure l’auteur principal.
