Des chercheurs financés par l’UE sont à l’avant-garde des avancées visant à mieux comprendre le cerveau humain et à accélérer les traitements pour diverses affections neurologiques.
Les avancées scientifiques récentes en neurosciences ressemblent presque à des miracles : des techniques de neurostimulation qui aident les patients paralysés à marcher à nouveau, ou un implant qui peut redonner la vue aux aveugles.
Ce ne sont là que deux des nombreux résultats de Projet sur le cerveau humain (HBP)une initiative de recherche phare financée par l’UE sur 10 ans qui a considérablement amélioré la compréhension des scientifiques sur le cerveau humain.
Un vaste champ de recherche
Il s’agit de l’un des projets de recherche les plus vastes et les plus ambitieux jamais financés par l’UE, qui a récemment publié un évaluation complète sur 10 ans des principales réalisations du HBP.
Le projet s’est déroulé de 2013 à 2023 et l’équipe a réuni 150 institutions et des centaines de chercheurs de 19 pays. Cependant, la portée et la durée du projet étaient proportionnelles à l’objet de ses recherches, selon le professeur Katrin Amunts, neuroscientifique de renommée mondiale, qui a coordonné cette ambitieuse collaboration.
“Le cerveau humain est la cible de recherche la plus complexe et la plus intéressante – comparable à la recherche sur l’univers”, dit-elle. “Aucun laboratoire, pas même un seul pays, n’a la capacité d’aborder de manière globale la complexité du cerveau.”
C’est pourquoi, selon Amunts, le fait que les chercheurs du HBP bénéficient d’un financement aussi important et à long terme de la part de l’UE constitue un « grand avantage ».
“Nos réalisations n’auraient pas été possibles autrement.”
Aide à des millions de personnes
Selon le professeur Amunts, les maladies cérébrales constituent un défi mondial et les réalisations de l’équipe HBP contribueront à de meilleurs soins pour des millions de personnes.
Poisson 3 milliards de personnes – soit plus de 40 % de la population mondiale – sont touchés par des maladies neurologiques, qui constituent la principale cause de problèmes de santé et d’invalidité, pesant sur les patients, les familles et les soignants du monde entier.
Pour Amunts, la réponse réside dans des recherches supplémentaires.
“Un traitement plus efficace des maladies du cerveau nécessite une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau”, dit-elle.
Travaillant à l’interface entre les neurosciences et les technologies de l’information, les chercheurs du HBP ont apporté un éclairage considérable sur la structure, les fonctions et les dysfonctionnements du cerveau, donnant lieu à de nouvelles applications en médecine et en technologie.
Elle a déjà eu un impact pratique notable. Par exemple, des innovations ont été apportées à la compréhension de la vision.
Les chercheurs HBP de l’Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas ont créé un dispositif capable de transmettre des schémas visuels directement au cortex visuel du cerveauouvrant la voie à une future méthode révolutionnaire pour redonner la vue aux aveugles.
De même, les progrès remarquables de la neurostimulation offrent un nouvel espoir aux personnes touchées par la paralysie.
En Suisse, une équipe de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne a développé des conceptions personnalisées pour la stimulation de la moelle épinière, permettant aux patients paraplégiques de se lever et de marcher à nouveau.
Atlas du cerveau
Selon Amunts, l’une des principales réalisations du projet a été la création de l’atlas du cerveau, qu’elle compare à Google Maps pour le cerveau.
L’atlas cartographie plus de 200 zones cérébrales individuelles et fournit des cartes de référence anatomiques à plusieurs niveaux jusqu’au niveau micrométrique.
“Ses caractéristiques et détails sont totalement uniques. Cela permet aux chercheurs de regarder de plus près ou plus loin pour voir comment les différents éléments du cerveau sont connectés”, explique Amunts.
“Cette vue d’ensemble est cruciale pour comprendre quelles zones du cerveau sont impliquées dans une fonction donnée”, explique Amunts. Par exemple, lorsqu’un patient a subi un accident vasculaire cérébral, l’atlas permet de partager des informations plus détaillées et une réponse plus personnalisée en fonction des besoins du patient.
La section BigBrain de l’atlas a déjà été utilisée dans un essai clinique à grande échelle, à savoir l’étude ÉPINOV de France, où des scientifiques utilisé des modèles de cerveau personnalisés pour identifier les meilleures zones cibles pour la chirurgie de l’épilepsie. Cela pourrait améliorer la vie de millions de patients épileptiques qui nécessitent des opérations pour soulager leurs symptômes.
La technologie de personnalisation de ces modèles a également été développée au sein du HBP, par des chercheurs de l’Université de Marseille.
Communication cerveau-ordinateur
Au-delà de la santé, les chercheurs du HBP ont également fait leur marque dans le domaine de l’intelligence artificielle (IA), où les progrès vont de pair avec les développements des neurosciences. Le travail de l’équipe d’Amunts a constitué un pont efficace entre les deux domaines.
De nouvelles méthodes informatiques sont ainsi devenues des outils de recherche sur le cerveau, tandis qu’une meilleure compréhension du cerveau contribue également à faire progresser les technologies de l’IA, de l’informatique neuromorphique, calquée sur le cerveau humain, à la robotique cognitive.
“La recherche dans les domaines de l’IA, des réseaux neuronaux artificiels et de l’informatique neuromorphique a des liens directs avec la recherche dans le domaine du cerveau humain”, explique Amunts. “Si nous comprenons mieux comment le cerveau apprend et fonctionne, nous pouvons apprendre à construire des réseaux neuronaux artificiels plus efficaces.”
Accès gratuit
Pour le professeur Philippe Vernier, directeur de l’Institut de neurosciences Paris-Saclay en France, “l’HBP a été une véritable réussite”.
Vernier, qui est également directeur de recherche au Centre national français de la recherche scientifique, dirige une initiative de recherche financée par l’UE appelée EBRAINS 2.0avec les montants.
La nouvelle initiative est une plateforme ouverte qui donne accès à tous les outils, services et ensembles de données numériques développés au sein du HBP, y compris les atlas du cerveau.
Au fur et à mesure que les travaux de recherche du projet HBP avançaient, il est devenu clair pour Amunts “que nous devions également créer une plate-forme numérique commune”. Pour Vernier, l’existence d’un projet de recherche de suivi financé par l’UE est essentielle si la communauté scientifique veut récolter les bénéfices de la recherche HBP.
“Il est important de montrer ce que HBP a pu produire et de mettre les résultats à la disposition de la communauté scientifique au sens large”, dit-il. “EBRAINS est ouvert à tous.”
Sur la plateforme, les neuroscientifiques peuvent saisir et partager des données et collaborer à la recherche sur le cerveau.
“Cela pourrait vraiment être révolutionnaire”, estime Vernier. “Le principal défi de la recherche sur le cerveau est sa complexité. Pour résoudre ce problème, nous devons extraire et collecter des données et les transformer en quelque chose d’utile.”
Le changement de vie
Un tel effort collectif est nécessaire pour mieux comprendre le cerveau, mais aussi pour traiter les principales maladies cérébrales telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et la schizophrénie.
“Grâce à de nouveaux outils, nous ouvrons la voie à des traitements meilleurs et plus personnalisés pour ces maladies”, déclare Vernier.
En bref, l’infrastructure de recherche EBRAINS vise à protéger l’héritage de l’HBP et à intégrer les dernières découvertes scientifiques dans les essais cliniques et dans les hôpitaux.
“Le cerveau est une chose fascinante et nous voulons comprendre son architecture et ses fonctions, mais nous pensons que nous avons la responsabilité d’apporter nos connaissances à la clinique et ainsi d’améliorer la vie des patients”, déclare Amunts.
Article rédigé par Michaela Nesvarova
Les recherches mentionnées dans cet article ont été financées par le programme Horizon de l’UE. Les opinions des personnes interrogées ne reflètent pas nécessairement celles de la Commission européenne.
Plus d’informations
Cet article a été initialement publié dans Horizonla revue européenne de la recherche et de l’innovation.
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