Mémoire : des chercheurs américains découvrent de mystérieuses perles nerveuses dans le cerveau

L’ancien modèle des « tubes nerveux » a apparemment fait son temps : les trajets de nombreuses cellules nerveuses dans le cerveau des mammifères sont différents de ce que l’on pensait auparavant. Dans les manuels scolaires ainsi que dans les publications scientifiques, les longues extensions des cellules, les axones, sont généralement représentées comme des tubes. Un groupe de recherche américain a découvert que les axones du cerveau des souris présentent des épaississements réguliers qui ressemblent à des perles enfilées sur un fil.

« Les axones sont les câbles qui relient nos tissus cérébraux. “Ils permettent l’apprentissage, la mémoire et d’autres fonctions”, explique Shigeki Watanabe de la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins à Baltimore. Comprendre la structure des processus des cellules nerveuses est important pour comprendre la transmission des signaux dans le cerveau, souligne le chercheur. Parce que cela influence la vitesse de transmission du signal.

On savait auparavant que les axones pouvaient parfois former des épaississements ressemblant à des perles. Cependant, l’étude actuelle de l’équipe de Watanabe, publiée dans la revue “Nature Neuroscience”, montre : Les axones en forme de perles dans le cerveau de la souris représentent le cas normal des voies nerveuses. L’enveloppe isolante de myéline manquait dans le cerveau. expériences autour des axones.

Watanabe a également une explication sur la raison pour laquelle ces structures n’ont pas encore été découvertes : lui et ses collègues ont congelé les échantillons dans de l’azote liquide. « En règle générale, les chercheurs utilisent des produits chimiques pour traiter des échantillons destinés à la microscopie électronique, puis déshydrater ces tissus, ce qui revient à transformer un raisin en raisin sec », explique Watanabe. « Mais la cryoconservation, c’est comme fabriquer un raisin congelé. Vous pouvez conserver la forme réelle.

Un microscope électronique doit être utilisé car les structures examinées sont bien inférieures à la résolution des microscopes optiques. Les zones épaissies des axones ont un diamètre d’environ 200 nanomètres (millionièmes de millimètre), les zones plus étroites de 60 nanomètres.

Les auteurs de l’étude ont examiné les effets de ces structures sur la transmission de l’influx nerveux électrique. Leur analyse a été initialement réalisée dans des modèles informatiques, qui ont montré que les épaississements pouvaient s’expliquer par les propriétés de la membrane axonale. Les chercheurs ont ensuite mené des expériences sur des cellules nerveuses de souris.

Lorsque les scientifiques ont stimulé les axones avec des impulsions électriques à haute fréquence, les épaississements sont devenus en moyenne huit pour cent plus longs et 17 pour cent plus larges. Suite à la stimulation, la concentration de cholestérol dans les membranes des axones a diminué d’environ 45 pour cent. Cela réduit la rigidité des membranes et les rend plus mobiles, expliquent les auteurs de l’étude.

Mais lorsqu’ils ont complètement éliminé le cholestérol de la membrane cellulaire, les épaississements sont devenus plus petits. Il ne peut donc pas s’agir uniquement du cholestérol ; le mécanisme exact doit encore être élucidé. Il est intéressant de noter que la maladie d’Alzheimer est associée à une dérégulation du taux de cholestérol dans le cerveau.

Les scientifiques ont découvert que les axones à structure perlée conduisaient l’influx nerveux plus rapidement que les axones tubulaires – mais seulement lorsque le rapport entre la longueur et la largeur des épaississements était d’environ 1,7 à 1. Des valeurs plus élevées et plus faibles entraîneraient une vitesse plus faible, écrire les auteurs de l’étude.

Ils veulent maintenant étudier comment la structure des axones change dans la démence et d’autres maladies neurodégénératives, notamment en ce qui concerne la formation de billes.