Santé

Des neurones observés en action par IRM fonctionnelle

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Pour la première fois, des chercheurs français sont parvenus à obtenir des images de neurones en plein travail chez un mollusque à l'aide d'une technique d'IRMf, dotée d'une résolution à l'échelle de la cellule. Prochaine étape : tenter le procédé chez un mammifère.

Le système nerveux comporte encore de nombreux mystères. Mais avec les techniques modernes d’imagerie, on peut surprendre les neurones en pleine activation grâce à l’IRMf. © Emily Evans, Wellcome Images, cc by nc nd 2.0

Les chercheurs du CEA NeuroSpin et de l'institut de neurosciences cognitives et intégratives d’Aquitaine (CNRS/université de Bordeaux) ont étudié l'aplysie (A. californica), un mollusque gastéropode marin appelé couramment lièvre de mer, dont le système nerveux est composé de seulement 20.000 neurones. Ils ont obtenu des images de la majorité de ces cellules qui constituent le réseau nerveux buccal de l'animal à l'aide d'un scanner IRM à très haut champ magnétique (17,2 T).

L'injection à faible dose (non toxique) d'un traceur, le manganèse, qui entre et s'accumule dans les neurones quand ils sont activés, a permis de suivre son devenir dans les cellules nerveuses et ainsi de révéler les réseaux neuronaux sollicités par différents stimuli alimentaires.

Ces images montrent le captage du manganèse (en rouge) induit par l’activation du neurone B3 du ganglion buccal de l’aplysie. On distingue le cytoplasme et le noyau (nucleus). La résolution spatiale est de 25 µm. © Radecki et al., Pnas

De l’IRMf pour les neurones de mammifères ?

La présence d'un aliment dans l'environnement et sa consommation produisent des réponses différentes au sein les mêmes neurones. Ainsi, cette méthode d'IRMf microscopique permet d'étudier le comportement fonctionnel des neurones individuellement et d'explorer l'organisation fonctionnelle et la plasticité du réseau qu'ils constituent, lorsque l'animal adopte un comportement bien précis.

Cette méthode appliquée à l'étude du système nerveux complet de cet animal permettra, dans un futur proche, de visualiser les traces d'ordre mémoriel laissées par les stimulations sensorielles. L'application de la méthode à l'étude du système nerveux des vertébrés, certes difficile, pourrait être envisagée. Des images morphologiques de neurones humains et porcins ont déjà été réalisées sur des échantillons ex vivo à champ plus bas.

L'objectif est maintenant d'observer le fonctionnement de réseaux neuronaux de mammifères avec une résolution spatiale inédite, ce que devrait permettre la méthode décrite dans la publication de Pnas, couplée aux progrès en cours sur les technologies d'imagerie (microbobines de radiofréquence, gradients intenses de champ magnétique).

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