Des chercheurs cartographient les réseaux neuronaux du cerveau des mouches à fruits

Communiqué de presse

Mercredi 2 octobre 2024

Lire la suiteUn homme abattu devant une salle de sport dans le Grand Kailash de Delhi

L’étape importante franchie par le NIH dans la recherche sur le cerveau nous aidera à mieux comprendre les processus des animaux plus gros.

Diagramme neuronal du cerveau d’une mouche adulte. Le cerveau d’une mouche adulte contient 139 000 neurones et plus de 50 millions de synapses. Tyler Sloan est étudiant à l’université de Princeton

Les National Institutes of Health ont soutenu une équipe scientifique qui a créé la première carte des connexions neuronales dans le cerveau de la mouche commune. Cette carte est un diagramme de câblage, également connu sous le nom de « connectome », et c’est le connectome le plus complet jamais réalisé pour un animal adulte. Le travail fournit des informations importantes sur la façon dont le cerveau est câblé et sur les signaux responsables du bon fonctionnement du cerveau. Cette étude détaille plus de 50 millions de connexions entre 130 000 cellules neuronales. Elle fait partie de neuf articles dans la revue Nature.

La minuscule mouche à fruits est utilisée comme modèle pour comprendre la biologie du comportement depuis de nombreuses années, a déclaré John Ngai Ph.D. Directeur de The Brain Research Initiative: Advancing Innovative Neurotechnologies(r)ou The BRAIN Initiative (r)du NIH. Cette étape importante fournit aux chercheurs un ensemble de nouveaux outils pour comprendre comment les circuits dans le cerveau influencent le comportement. Elle sert également de précurseur aux efforts en cours financés par BRAIN pour cartographier les connexions entre les cerveaux de mammifères plus gros et le cerveau humain.

Cette carte identifie les différents types de cellules dans le cerveau de la mouche à fruits, y compris les synapses ou connexions chimiques entre les neurones. La carte donne également un aperçu des neurotransmetteurs (des substances chimiques comme la dopamine et la sérotonine), sécrétés par chaque neurone.

Les chercheurs ont également développé une carte qui montre les projections des régions cérébrales entre elles, appelées « projectome », qui suit l’organisation des hémisphères et les circuits comportementaux dans le cerveau de la mouche. Cela permet de cartographier les circuits cérébraux qui contrôlent des comportements spécifiques, comme le circuit ocellaire qui reçoit des entrées visuelles et produit des changements de comportement pour orienter la mouche pendant le vol.

Les chercheurs ont également fourni un connectome annoté des mouches, fournissant des types de cellules, des classes et d’autres informations. Cet article contient des informations essentielles pour les chercheurs qui utilisent le connectome de la mouche afin de comprendre la physiologie du cerveau.

Les mouches à fruits sont capables de surprendre par leurs capacités cognitives, leur comportement et leurs interactions sociales avancées. Cela en fait un excellent candidat pour le projet initial sur les connectomes. Elles peuvent, par exemple, former une mémoire à long terme, participer à des interactions sociales et parcourir de grandes distances. Le connectome de la mouche à fruits est désormais établi. Cette méthodologie peut être appliquée pour créer rapidement des cartes de complexité similaire chez des animaux au cerveau plus gros. La nouvelle carte pourrait servir de guide pour mieux comprendre les effets de diverses mutations humaines sur les connexions cérébrales.

Les chercheurs ont pris un connectome de mouche et l’ont créé. Le cerveau complet de la mouche observé au microscope électronique Les chercheurs ont utilisé une image accessible au public et un ordinateur pour identifier les neurones ou la « segmentation » dans les images. Ce n’est pas infaillible, c’est pourquoi les chercheurs ont développé un système d’outils informatiques pour permettre à une large communauté en ligne d’examiner les segments et de les relire pour en vérifier l’exactitude. Ils pourraient également annoter les classes et les types de cellules de manière collaborative. Un consortium de laboratoires de mouches à fruits appelé FlyWire, qui comprenait des scientifiques du monde entier, a effectué la relecture pour la délimitation et l’identification des neurones individuels.

Shelli Avenevoli, Ph.D., est la directrice par intérim de l’Institut national de la santé mentale du NIH. Elle a déclaré que seulement 15 % des neurones ont été relus en 2021. Le fait que nous ayons ouvert la relecture à d’autres scientifiques qui étudiaient le cerveau de la mouche à fruits a considérablement augmenté la vitesse à laquelle ce connectome a été complété.

Vous pouvez trouver des outils d’analyse de données pour analyser l’intégralité du génome de la mouche à fruits sur https://codex.flywire.ai/. Les chercheurs peuvent interagir avec les données du connectome en visitant https://fafb-flywire.catmaid.org/. Français L’étude a été soutenue par l’Initiative BRAIN du NIH, une collaboration entre des disciplines multidisciplinaires de dix instituts et centres du NIH . Cette technologie permet aux chercheurs d’étudier le cerveau avec des détails sans précédent, tant pour la santé que pour la maladie, et améliore la façon dont nous diagnostiquons, traitons et prévenons les troubles cérébraux.

Subventions : MH117815, MH129268, MH120679, NS126935

Recherche sur le cerveau grâce à des neurotechnologies innovantes (r) L’Initiative BRAINLe ministère américain de la Santé et des Services sociaux a enregistré la marque « r ».

L’Initiative BRAIN du NIH, une collaboration de 10 instituts et centres du NIH qui couvre plusieurs disciplines, est dans une position unique pour faire des découvertes transversales en neurosciences et révolutionner la façon dont nous comprenons le cerveau. L’Initiative BRAIN (r) a permis aux chercheurs d’acquérir des connaissances sans précédent sur le cerveau humain en santé et dans la maladie en accélérant le développement et l’application des neurotechnologies. Cela permettra d’améliorer la façon dont nous prévenons et traitons les troubles cérébraux. La BRAIN Initiative est un réseau de partenaires fédéraux et non fédéraux multidisciplinaires dont les portefeuilles de recherche et les missions actuels complètent les objectifs de la BRAIN Initiative.

The National Institute of Mental Health : La mission du NIMH, qui est d’améliorer le traitement et la compréhension des maladies mentales par la recherche clinique et fondamentale, est d’ouvrir la voie à la prévention, au rétablissement et à la guérison. Visitez le site Web pour plus d’informations. Site Web du NIMH.

The National Institute of Neurological Disorders and Stroke: NINDS Le NINDS est la principale agence de financement de la recherche aux États-Unis sur le système nerveux et le cerveau. La mission du NINDS est d’acquérir des connaissances fondamentales sur le système nerveux, le cerveau et d’autres organes et d’utiliser ces connaissances pour réduire le fardeau des maladies neurologiques.

The National Institutes of Health : Le NIH est l’agence de recherche médicale du ministère américain de la Santé et des Services sociaux. Il comprend 27 instituts et centres. Français Le NIH, l’agence nationale de recherche médicale, est la principale agence fédérale qui mène et soutient la recherche médicale fondamentale, translationnelle et clinique. Il étudie également les causes, le traitement et les remèdes des maladies courantes et rares. Visitez le NIH pour plus d’informations sur ses programmes. www.nih.gov.

NIH… Transformer la découverte en soins de santé^(r)

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