Un morceau de tissu cérébral retrouvé dans le crâne d'Heslington. © York Archeological Trust

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Pourquoi ce morceau de cerveau de 2.600 ans est-il si bien conservé ?

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En 2008, des archéologues trouvaient le crâne d'Heslington avec, en son sein, des restes de cerveau particulièrement bien conservés. Une équipe internationale de chercheurs pense avoir trouvé le secret de jouvence de ce vestige humain : deux agrégats protéiques spécifiques l'ont préservé de la putréfaction.

BigBrain, l’atlas 3D haute résolution du cerveau humain  La collaboration entre des scientifiques allemands et canadiens a abouti à une modélisation en 3D du cerveau humain à la résolution record de 0,02 mm, soit 50 fois mieux que ce que l’on faisait auparavant. Ce projet se nomme BigBrain, le voici en vidéo. 

Il y a 2.600 ans, un homme perdait sa tête près de l'actuelle ville de York en Angleterre. Elle fut enterrée rapidement dans un sol riche en argile. En 2008, des archéologues ont déterré son crâne, connu sous le nom de crâne d'Heslington, lors d'une fouille. Avec stupéfaction, ils ont découvert que le tissu cérébral à l'intérieur était resté presque intact malgré les milliers d'années qu'il a passé sous terre. Des structures comme les sillons et les gyrus étaient toujours visibles !

Douze ans après sa découverte, une étude parue dans Journal of the Royal Society Interface pense détenir la clé de l'exceptionnel état de conservation des tissus cérébraux retrouvés dans le crâne d'Heslington. Ce seraient des d'agrégats protéiques incroyablement stables qui ont préservé les tissus de la putréfaction.

(a) Le crâne d’Heslington, dont les orifices sont remplis de boue. (b) La foramen, la base du cerveau, et son intérieur. (c) En ouvrant le crâne, les chercheurs ont trouvé des tissus intacts couverts de sédiments. (d) Des morceaux de cerveau couvert de sédiments. (e) Après avoir retiré les sédiments, on peut voir les gyrus d’un cerveau humain. © Alex Petzold et al. Journal of Royal Society Interface, 2020.

Des agrégats protéiques conservateurs

Les deux protéines identifiées par les chercheurs font partie de la famille des filaments intermédiaires. Ces assemblages de monomères protéiques constituent le squelette des cellules. Les plus petits sont les microfilaments qui font environ 7 nanomètres de diamètre et les plus gros sont les microtubules qui mesurent environ 25 nanomètres de diamètre. Dans les neurones, les filaments intermédiaires sont appelés neurofilaments et sont composés de trois protéines (NEFL, NEFM et NEFH). Dans les cellules gliales, ils sont composés des protéines acides fibrillaires gliales ou plus simplement GFAP.

Dans les restes du cerveau retrouvé dans le crâne d'Heslington, ces protéines sont plus densément concentrées dans les axones que dans un cerveau moderne. Une étude étalée sur une année entière a montré que ces protéines étaient également bien plus stables. Combinés, ces deux aspects seraient à l'origine de l'état presque intact du tissu cérébral. Contrairement aux agrégats amyloïdes qui détruisent le cerveau, l'accumulation de neurofilaments et de GFAP a protégé le cerveau des effets du temps.

Les chercheurs ne sont pas encore certains de comprendre comment les agrégats de neurofilaments et de GFAP se sont formés. Les conditions selon lesquelles la tête a été enterrée, probablement selon un rite funéraire précis, pourraient jouer un rôle dans sa conservation. Bien que certains agrégats protéiques peuvent conduire à des maladies comme Alzheimer, d'autres s'avèrent être des conservateurs particulièrement efficaces.

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