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Ce travail titanesque, publié dans Nature, marque un tournant en neurosciences. Il offre une vision inédite des mécanismes qui sous-tendent la vision chez la souris, tout en ouvrant des perspectives pour comprendre certaines maladies neurologiques humaines.
L'équipe a utilisé l'IA pour suivre chaque fil neuronal dans la zone d'étude.
Crédit: Institut Allen
Une prouesse technologique sans précédent
Pendant neuf ans, les chercheurs ont combiné microscopie électronique et intelligence artificielle pour reconstruire ce réseau neuronal en 3D. Le fragment analysé, issu du cortex visuel, a été découpé en 28 000 tranches ultrafines avant d'être numérisé.
Avant d'analyser ce réseau neuronal, l'équipe avait enregistré l'activité des neurones tandis que la souris regardait des extraits de films. Cette double approche, structurelle et fonctionnelle, permet de relier directement l'anatomie du cerveau à son fonctionnement.
Les données générées, équivalentes à 22 ans de vidéo HD, sont désormais accessibles librement. Ce référentiel servira de base pour de futures recherches sur les troubles neurologiques liés à une connectivité anormale.
Des découvertes qui remettent en cause les modèles existants
Contrairement aux attentes, les neurones inhibiteurs ne se contentent pas de modérer l'activité cérébrale de manière aléatoire. Leur action est hautement sélective, ciblant des circuits spécifiques pour coordonner l'activité globale.
Les chercheurs ont également identifié de nouveaux types cellulaires et des motifs de connexion inconnus. Ces observations suggèrent que le cerveau est bien moins désordonné qu'on ne le pensait, suivant des règles d'organisation qui restent encore à élucider.
Ces résultats pourraient inspirer de nouvelles approches thérapeutiques, notamment pour des pathologies comme l'autisme et la schizophrénie, où la communication neuronale est altérée.