Filipe Pinto Teixeira Circuits neuronaux, mode d'emploi

Comprendre comment le cerveau se construit

Le cerveau humain, comme tout autre cerveau d'ailleurs, est un réseau étonnant composé de milliards de cellules nerveuses interconnectées, appelées neurones. Les neurones forment des circuits qui nous permettent de voir, de bouger, de penser et de ressentir. Mais comment ces circuits neuronaux se forment-ils au cours du développement ? Comment les neurones trouvent-ils les bons partenaires, se connectent-ils de manière précise et maintiennent-ils ces connexions tout au long de la vie ? 

Filipe Pinto  Teixeira cherche à répondre à ces questions en étudiant un cerveau simple, celui de la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster. Malgré sa petite taille, le cerveau de la mouche est composé de circuits bien organisés qui se développent et fonctionnent de manière similaire à ceux d'animaux plus complexes, ce qui en fait un système puissant pour découvrir les principes fondamentaux du câblage cérébral.

La communication entre neurones au cœur des circuits

Les neurones communiquent entre eux grâce à des points de contact appelés synapses : un neurone libère des messagers chimiques, appelés neurotransmetteurs, qui sont détectés par des récepteurs spécialisés situés sur l’autre neurone. Pour que cette communication fonctionne correctement, le neurone émetteur doit produire le bon neurotransmetteur et son partenaire doit posséder le récepteur correspondant. 

Au cours du développement du cerveau, des milliards de neurones doivent non seulement trouver les bons partenaires, mais aussi coordonner une série de mécanismes cellulaires, moléculaires et d'expression génétique afin de former des circuits précis. Cela implique d'orchestrer la manière dont les neurones se rejoignent et l'endroit où ils se rejoignent, ainsi que la fabrication et la livraison des protéines synaptiques à la synapse appropriée, le tout dans le bon ordre et au bon moment.

Observer la formation des circuits neuronaux en temps réel

L'équipe de Filipe Pinto Teixeira se concentre sur les neurones T4, responsables de la détection du mouvement dans le système visuel de la mouche. Ces neurones reçoivent des informations provenant de différents partenaires, chacun utilisant des neurotransmetteurs distincts et formant des synapses dans des régions spécifiques au sein du même neurone T4, créant ainsi un circuit subcellulaire de détection du mouvement finement réglé. Avec le soutien d'Impulscience, l’équipe souhaite révéler comment ces connexions précises se forment. À l'aide de techniques avancées d'imagerie, il observera en temps réel les neurones du cerveau en développement de la mouche lorsqu'ils établissent leurs premiers contacts, communiquent entre eux et construisent des synapses. 

Ce projet cherche à répondre à trois questions clés : 

• Comment différents neurones se coordonnent-ils pour former des synapses spécifiques ?
• Quelles molécules interviennent dans la formation de ces interactions et dans le maintien des synapses ?
• Comment les protéines synaptiques, y compris les récepteurs des neurotransmetteurs, sont-elles produites et acheminées vers les bonnes synapses, en synchronisation avec l'assemblage des circuits ? 

Ainsi, ce projet de recherche vise à révéler les mécanismes cellulaires, moléculaires et génétiques coordonnés qui garantissent le bon câblage et le bon fonctionnement des circuits neuronaux.