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La régénération du cerveau démontrée grâce aux bombes atomiques

Il faut voir la vie du bon côté. Les essais nucléaires intenses menés durant les années 1950 et 1960 peuvent se révéler utiles à la science moderne. En effet, en analysant des modifications résultant des bombes atomiques américaines et soviétiques, des chercheurs suédois ont pu mettre fin à un vieux débat scientifique, en montrant que certains neurones du cerveau humain se renouvelaient quotidiennement.

C'est désormais prouvé d'une nouvelle façon : les neurones de l'hippocampe du cerveau se régénèrent tout au long de la vie. Le débat vieux de 15 ans pourrait donc trouver une issue. En revanche, à la différence des souris et des singes, les cellules nerveuses retrouvées au niveau du bulbe olfactif humain ne se multiplieraient plus à l'âge adulte. © Heidi Cartwright, Wellcome Images, Flickr, cc by nc nd 2.0 C'est désormais prouvé d'une nouvelle façon : les neurones de l'hippocampe du cerveau se régénèrent tout au long de la vie. Le débat vieux de 15 ans pourrait donc trouver une issue. En revanche, à la différence des souris et des singes, les cellules nerveuses retrouvées au niveau du bulbe olfactif humain ne se multiplieraient plus à l'âge adulte. © Heidi Cartwright, Wellcome Images, Flickr, cc by nc nd 2.0

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Le monde comme champ d’expérimentation. La course à l’armement constatée durant la guerre froide a amené les grandes puissances militaires de l’époque à développer des bombes atomiques de plus en plus puissantes. Mais il fallait les tester, pour des raisons techniques et scientifiques, et pour affirmer son pouvoir. Avant 1963 et le traité d’Interdiction partielle des essais nucléaires, qui proscrit toute explosion sous-marine et dans l’atmosphère (mais pas souterraine), les multiples bombes nucléaires éprouvées ont modifié l’environnement.

Certains en auraient même payé le prix en développant des cancers. Cependant, des scientifiques essaient de profiter de ces expériences passées destructrices pour glaner des informations utiles à la science. Des chercheurs ont par exemple pu montrer que les coraux faisaient office de bons traceurs de la radioactivité à l’uranium 236.

Jonas Frisén et ses collègues de l’institut Karolinska de Stockholm ont quant à eux exploité d’autres propriétés des essais nucléaires pour clore un débat vieux de 15 ans. Grâce à certains effets de la prolifération des bombes atomiques dans les années 1950 et 1960, ils ont démontré que les neurones d’une région du cerveau, l’hippocampe, pouvaient se renouveler tout au long de la vie chez l’Homme.

Les essais nucléaires atmosphériques réalisés par le passé ont altéré l'environnement et pourraient être à l'origine de cancers. Ils ne sont pas source de réjouissances. Mais des scientifiques profitent de leurs effets à leur avantage, et démontrent que le cerveau humain est capable de se régénérer. © Pierre J., Flickr, cc by sa 2.0
Les essais nucléaires atmosphériques réalisés par le passé ont altéré l'environnement et pourraient être à l'origine de cancers. Ils ne sont pas source de réjouissances. Mais des scientifiques profitent de leurs effets à leur avantage, et démontrent que le cerveau humain est capable de se régénérer. © Pierre J., Flickr, cc by sa 2.0

De nouveaux neurones chez l’Homme qui ont fait débat

Pendant longtemps, on a cru que les cellules cérébrales des mammifères étaient uniquement créées à la naissance et dans les premières années de la vie, avant de persister et finalement de décliner, le processus de vieillissement avançant. Or ce n’est pas le cas : des études chez la souris et le singe ont montré que ces animaux fabriquaient toujours des neurones dans l’hippocampe, siège de la mémoire et de l’apprentissage, et le bulbe olfactif, impliqué dans les odeurs.

Quid de l’Homme ? Des scientifiques suédois ont publié en 1998 une étude qui confirmait la neurogenèse dans l’hippocampe humain, dans la revue Nature Medicine. Ceux-ci ont utilisé un traceur appelé bromodéoxyuridine pour mettre en évidence ce résultat. Or, peu de temps après, ce composé, jugé toxique, a été interdit. Impossible de reproduire l’expérience et de vérifier leurs dires. Le débat naissait en même temps que les besoins d'une confirmation.

Les essais nucléaires : un relargage de carbone 14

Dans cette nouvelle étude, parue dans Cell, les auteurs ont contourné le problème en n’utilisant aucun marqueur, mais en se basant sur des propriétés bien connues des spécialistes de la datation moderne : celles du carbone 14.

Cet isotope radioactif existe naturellement dans l’atmosphère, à des concentrations très faibles. Les organismes l’assimilent dans les tissus exactement de la même façon que le carbone 12, l’isotope stable et ultramajoritaire. Ainsi, au moment de la division cellulaire et de la formation d’une nouvelle molécule d’ADN, le carbone 14 est intégré à un ratio équivalent à celui de l’atmosphère du moment.

À partir des données établissant les quantités de carbone 14 dans l’atmosphère à différentes époques, les chercheurs peuvent estimer l’âge de formation des cellules. Les bombes atomiques ont altéré ces concentrations : jusqu’en 1963, celles-ci ne cessaient d’augmenter. Depuis le ralentissement des essais à l’air libre, ces taux décroissent en continu. Il en va de même dans les organismes : les cellules les plus âgées présentent des ratios de carbone 14/carbone 12 plus élevés que celles nouvellement formées.

La neurogenèse dépassée par la neurodégénérescence

Partant de ce principe, les scientifiques ont étudié les cerveaux de 55 personnes décédées entre 19 et 92 ans. Après des années d’entraînement et de perfectionnement, les auteurs ont extrait uniquement les neurones du gyrus denté de l’hippocampe et soumis l’échantillon, après purification de l’ADN, à un accélérateur de particules afin de mesurer le ratio carbone 14/carbone 12, et donc d’estimer l’ancienneté des cellules cérébrales.

Il s’avère que d’après leur modèle, 1.400 neurones se formeraient chaque jour à ce niveau précis du cerveau. Sur une année, 1,75 % des neurones de l’hippocampe seraient ainsi renouvelés. Une confirmation des travaux antérieurs. Pourtant, au cours de la vie, le nombre total de cellules nerveuses décline. Chez la souris, cette dégénérescence semble beaucoup plus marquée que chez l’Homme. A contrario, ces neurones vivraient beaucoup moins longtemps chez les humains, si bien qu’avec le temps, le volume hippocampique diminue.

Reste maintenant à déterminer la fonction de ce processus. Pour certains, cette neurogenèse favorise l’établissement de nouveaux souvenirs ou permet de mieux classifier des éléments connus. Pour d’autres, c’est un vestige de l’évolution qui nous est inutile. Les poissons, amphibiens, reptiles ou oiseaux peuvent régénérer l’intégralité de leur cerveau durant leur vie. Nous non, mais à la différence près que les neurones apparus durant l’enfance peuvent persister tout au long de la vie. Et ce serait cette propriété qui nous serait la plus fondamentale, selon les partisans de cette seconde hypothèse.


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