Transparisation du cerveau

Paris, le mardi 14 mars 2017 - L’idée de rendre un cerveau (prélevé post mortem) transparent pour observer son architecture cellulaire (par un procédé dit de transparisation) remonte à l’anatomiste allemand Werner Spalteholz (1861–1940) rappelle Pour la Science. Depuis, d’autres techniques sont apparues, comme « 3DISCO »[1] où l’échantillon de tissu cérébral est immergé dans un mélange de tétrahydrofurane (un solvant organique) et d’éther de benzyle, avec l’objectif de le rendre transparent à la lumière par immersion dans une solution dont l’indice de réfraction est « équivalent à celui des protéines du tissu. » Professeur de bio-ingéniérie et de psychiatrie à l’université Stanford (Palo-Alto, États-Unis), Karl Deisseroth présente Clarity (Clear Lipid-exchanged Acrylamide-hybridized Rigid Imaging/Immunostaining/In situ hybridization-compatible Tissue-hYdrogel)[2], une nouvelle méthode « à l’interface entre la chimie et la biologie » pour rendre transparent (« transpariser ») le prélèvement cérébral, notamment afin de mieux étudier le « câblage » des divers circuits neuronaux. L’auteur souligne la difficulté de cette tâche, si grande que « même l’évolution, en plusieurs centaines de millions d’années, n’y est pas parvenue chez les grands animaux », bien que cette transparence (synonyme de discrétion, à défaut d’invisibilité) eût pourtant conféré des avantages adaptatifs, comme le montre l’exemple de « certaines espèces de crevettes et de poissons où leur degré de transparence a certainement favorisé leur sélection, en leurrant les prédateurs. » Karl Deisseroth donne un exemple d’application concrète de sa technique Clarity : après avoir sacrifié deux populations de souris, l’une conditionnée à des « expériences gratifiantes telles que la consommation de nourriture savoureuse ou même de cocaïne », et l’autre à des « expériences négatives (dissuasives) », on constate l’existence de « câblages » neuronaux très différents au sein du cerveau : les neurones réagissant à des situations « positives envoient des connexions préférentiellement vers le noyau accumbens », mais ceux impliqués dans des situations « négatives sont davantage connectés à une autre structure profonde, l’habenula latérale[3]. » Utilisée ainsi dans la recherche fondamentale (où « personne n’avait encore jamais atteint une telle transparence dans un cerveau de mammifère adulte »), Clarity offre aussi aux cliniciens un nouvel outil anatomo-pathologique permettant l’examen postmortem du cerveau de personnes atteintes d’affections neurologiques ou psychiatriques : maladie d’Alzheimer, autisme... 

[1] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4212806/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/CLARITY & https://www.youtube.com/watch?v=L3bSx4TBs6M
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Habenula

Dr Alain Cohen

Références
Karl Deisseroth : Gélifier le cerveau pour mieux l’explorer. Pour la Science, 2016 (10) : n°468 : 46–55.

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