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En vidéo : des chercheurs rendent un cerveau transparent

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Le système nerveux peut désormais livrer ses secrets. Une équipe américaine a réussi à créer un cerveau transparent. Cette technologie, appelée Clarity, permet de visionner le réseau cérébral en 3D.

Le cerveau est l'organe le plus complexe de l'organisme. Il assure la régulation de toutes les fonctions vitales. © Wellcome Images, Flickr, cc by nc nd 2.0

Le cerveau est incontestablement l'organe le plus complexe du corps humain. Il contient en moyenne 100 milliards de neurones, chacun étant connecté à environ 10.000 de ses voisins. Le nombre de connexions potentielles est donc astronomique : un million de milliards ! Et ce n'est pas tout : le réseau neuronal, loin d'être statique, évolue au cours de la vie. La neuroscience est donc loin d'avoir décrypté toutes les facettes de cet organe extraordinaire.

Un plongeon dans le cerveau d'une souris rendu transparent grâce à la technologie Clarity puis imprégné d'anticorps fluorescents, se fixant sélectivement sur les neurones. On peut ainsi visualiser le réseau neuronal en 3D sans avoir recours à la dissection. Dans la vidéo, on distingue notamment les faisceaux venus du cortex. © K. Chung, Nature

Une étude récente, publiée dans la revue Nature, pourrait permettre d'avancer dans la compréhension du fonctionnement cérébral. L'équipe de recherche américaine de l'université de Stanford a en effet réussi à rendre un cerveau de souris transparent ! Cette prouesse étonnante, réalisée à l'aide d'une technologie baptisée Clarity (clarté, en français), leur a permis d'observer le réseau neuronal en 3D et sans dissection.

Le cerveau est un organe très riche en lipides. Ces derniers maintiennent la structure du cerveau et le rendent imperméable à la lumière. Les chercheurs ont alors eu une idée ingénieuse : remplacer les lipides opaques par de l'hydrogel, un gel constitué principalement d'eau. Ainsi, le cerveau garderait sa structure, mais serait transparent.

Cerveau intact et transparent

Pour réaliser cet exploit technique, les auteurs ont tout d'abord immergé un cerveau de souris dans une solution d'hydrogel et de formaldéhyde. Cette étape permet à la solution gélifiante de s'insérer dans les tissus cérébraux. Le formaldéhyde agit comme une sorte de colle qui fixe l'hydrogel au cerveau. Les chercheurs ont ensuite chauffé ce mélange à 37 °C pour permettre sa solidification. Enfin, les lipides ont été extraits en appliquant un courant électrique dans le cerveau. Le résultat est un succès : un cerveau transparent qui révèle ses mystères. Ainsi, en quatre à cinq jours, on peut obtenir un cerveau translucide et dont la structure originelle est conservée.

Et ce n'est pas tout : ce cerveau est également perméable aux grosses molécules. Cette caractéristique permet de traiter le cerveau avec des anticorps fluorescents et de les observer par imagerie en 3D. On peut par exemple utiliser des anticorps dirigés contre les neurones et observer le réseau cérébral. Il est également possible d'utiliser plusieurs anticorps fluorescents de couleurs différentes qui ciblent divers composants cérébraux. La vidéo ci-dessus met en évidence les possibilités incroyables de cette technologie.

Selon les auteurs de cette publication, les potentialités de la technologie Clarity sont immenses. Elle pourrait être utilisée pour étudier le fonctionnement de nombreux organes et pour mieux comprendre la physiologie du corps humain.