Les chercheurs ont développé une méthode révolutionnaire appelée « zap-and-freeze » qui permet aux scientifiques d’observer l’activité des cellules cérébrales avec des détails sans précédent. Cette technique consiste à stimuler rapidement les neurones avec de l’électricité, puis à les geler en quelques millisecondes, préservant ainsi leur état pour une étude détaillée. L’objectif est de mieux comprendre les maladies neurologiques comme la maladie de Parkinson, où la perturbation de la signalisation joue un rôle crucial.
Comment fonctionne « Zap-and-Freeze »
Le procédé associe une stimulation électrique à une congélation cryogénique ultra-rapide sous haute pression. Cette méthode capture les cellules cérébrales en action, révélant des dynamiques qui se produisent trop rapidement pour une observation conventionnelle. La technique a été testée sur des tissus cérébraux de souris et humains par une équipe de la faculté de médecine de l’Université Johns Hopkins.
Les résultats ont fourni des détails à haute résolution sur la fonction synaptique (les connexions entre les neurones qui gèrent la communication) ainsi que sur le comportement des vésicules, qui transportent des messages chimiques entre les cellules. Ces interactions sont fondamentales pour les processus cognitifs comme l’apprentissage et la mémoire.
Principales conclusions : Endocytose ultrarapide
Une découverte cruciale a été l’observation de l’endocytose ultrarapide, un processus de recyclage dans lequel les vésicules usagées sont éliminées et de nouvelles sont créées en moins de 100 millisecondes. Ce processus est essentiel pour maintenir une communication neuronale continue. Les chercheurs ont également identifié dynamin1xA comme protéine clé à l’origine de cette endocytose.
“Cette approche a le potentiel de révéler des informations dynamiques à haute résolution sur le trafic des membranes synaptiques dans des tranches de cerveau humain intactes”, expliquent les chercheurs dans leurs travaux publiés.
Le fait que ces résultats soient cohérents entre les tissus de souris et les tissus humains soutient l’utilisation de modèles animaux dans la recherche sur le cerveau, ce qui donne confiance dans l’extrapolation des résultats.
Implications pour la maladie de Parkinson
Comprendre le fonctionnement des synapses et des vésicules à ce niveau granulaire pourrait être crucial pour élucider les mécanismes à l’origine de la maladie de Parkinson. On pense que la mort neuronale dans la maladie de Parkinson est liée à un dysfonctionnement synaptique. Bien que la maladie soit complexe, cette technique pourrait aider à identifier exactement ce qui ne va pas au niveau moléculaire.
L’équipe de recherche prévoit d’étendre ses travaux en analysant des échantillons de tissus provenant de patients atteints de la maladie de Parkinson subissant une chirurgie cérébrale, en comparant l’activité des vésicules entre les cerveaux sains et affectés. Cela pourrait révéler des différences spécifiques qui conduisent à la progression de la maladie.
Pourquoi c’est important
La maladie de Parkinson touche des millions de personnes dans le monde et sa prévalence devrait augmenter. Des techniques telles que le « zap-and-freeze » offrent un outil essentiel pour cartographier l’activité cérébrale aux plus petites échelles et dans les délais les plus courts, conduisant potentiellement à des traitements plus efficaces. En visualisant la dynamique des membranes synaptiques dans les tissus vivants, les scientifiques peuvent mieux comprendre les formes génétiques et non génétiques de la maladie.
Le développement de cette méthode constitue une avancée significative dans le domaine des neurosciences, promettant de nouvelles pistes pour étudier le fonctionnement cérébral et traiter les troubles neurologiques.
