<\/p>\n
Des chercheurs de l’Institut de neuroimagerie et d’informatique Mark et Mary Stevens (Stevens INI) de la Keck School of Medicine de l’USC ont d\u00e9couvert un mod\u00e8le organisationnel jusqu’alors m\u00e9connu dans l’une des r\u00e9gions cl\u00e9s du cerveau pour l’apprentissage et la m\u00e9moire. Selon les conclusions rapport\u00e9es dans Communications naturelles<\/em>la section CA1 de l’hippocampe d’une souris contient quatre couches distinctes de types cellulaires sp\u00e9cialis\u00e9s. L’hippocampe joue un r\u00f4le essentiel dans la formation des souvenirs, dans le guidage de la navigation spatiale et dans l’influence des \u00e9motions, et la d\u00e9couverte de ces couches offre de nouvelles informations sur la fa\u00e7on dont l’information circule dans cette partie du cerveau. Cela fournit \u00e9galement des indices sur les raisons pour lesquelles certains types de cellules sont particuli\u00e8rement vuln\u00e9rables dans des conditions telles que la maladie d’Alzheimer et l’\u00e9pilepsie.<\/p>\n “Les chercheurs soup\u00e7onnent depuis longtemps que diff\u00e9rentes parties de la r\u00e9gion CA1 de l’hippocampe g\u00e8rent diff\u00e9rents aspects de l’apprentissage et de la m\u00e9moire, mais la mani\u00e8re dont les cellules sous-jacentes \u00e9taient dispos\u00e9es n’\u00e9tait pas claire”, a d\u00e9clar\u00e9 Michael S. Bienkowski, PhD, auteur principal de l’\u00e9tude et professeur adjoint de physiologie, de neurosciences et de g\u00e9nie biom\u00e9dical.<\/p>\n “Notre \u00e9tude montre que les neurones CA1 sont organis\u00e9s en quatre bandes fines et continues, chacune repr\u00e9sentant un type de neurone diff\u00e9rent d\u00e9fini par une signature mol\u00e9culaire unique. Ces couches ne sont pas fix\u00e9es en place ; au lieu de cela, elles se d\u00e9placent et changent subtilement d’\u00e9paisseur le long de l’hippocampe. Ce mod\u00e8le changeant signifie que chaque partie de CA1 contient son propre m\u00e9lange de types de neurones, ce qui aide \u00e0 expliquer pourquoi diff\u00e9rentes r\u00e9gions soutiennent diff\u00e9rents comportements. Cela peut \u00e9galement clarifier pourquoi certains neurones CA1 sont plus vuln\u00e9rables dans des conditions comme la maladie d’Alzheimer et \u00e9pilepsie\u00a0: si une maladie cible le type cellulaire d\u2019une couche, les effets varieront en fonction de l\u2019endroit o\u00f9 cette couche est la plus importante dans CA1.\u00a0\u00bb<\/p>\n L\u2019imagerie haute r\u00e9solution de l\u2019ARN r\u00e9v\u00e8le des distinctions cellulaires<\/strong><\/p>\n Pour examiner cette structure, l\u2019\u00e9quipe de recherche a utilis\u00e9 une technique de marquage de l\u2019ARN appel\u00e9e RNAscope ainsi qu\u2019une microscopie \u00e0 haute r\u00e9solution. Cette approche leur a permis d\u2019observer l\u2019expression d\u2019une seule mol\u00e9cule dans le tissu CA1 de souris et d\u2019identifier des types de neurones individuels en fonction de leurs g\u00e8nes actifs. \u00c0 partir de 58\u00a0065 cellules pyramidales CA1, les scientifiques ont enregistr\u00e9 plus de 330\u00a0000 mol\u00e9cules d\u2019ARN, qui repr\u00e9sentent les instructions g\u00e9n\u00e9tiques qui indiquent quand et o\u00f9 les g\u00e8nes sont exprim\u00e9s. En cartographiant ces mod\u00e8les d’activit\u00e9 g\u00e9n\u00e9tique, ils ont produit un atlas cellulaire d\u00e9taill\u00e9 d\u00e9crivant les limites entre les types distincts de cellules nerveuses dans la r\u00e9gion CA1.<\/p>\n Leurs r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que CA1 contient quatre couches continues de cellules nerveuses, chacune se distinguant par son propre mod\u00e8le de g\u00e8nes actifs. Vus en trois dimensions, ces couches forment des structures en forme de feuille dont l’\u00e9paisseur et la forme varient le long de l’hippocampe. Cet arrangement bien d\u00e9fini clarifie des \u00e9tudes ant\u00e9rieures qui d\u00e9crivaient CA1 comme un m\u00e9lange de types de cellules plus m\u00e9lang\u00e9s ou en mosa\u00efque.<\/p>\n Des \u00ab\u00a0rayures\u00a0\u00bb cach\u00e9es mettent en valeur l\u2019architecture interne du cerveau<\/strong><\/p>\n “Lorsque nous avons visualis\u00e9 les mod\u00e8les d’ARN des g\u00e8nes \u00e0 une r\u00e9solution unicellulaire, nous avons pu voir des rayures claires, comme des couches g\u00e9ologiques dans la roche, chacune repr\u00e9sentant un type de neurone distinct”, a d\u00e9clar\u00e9 Maricarmen Pachicano, doctorante au Centre de connectomique int\u00e9grative de Stevens INI et co-premier auteur de l’article. “C’est comme lever le voile sur l’architecture interne du cerveau. Ces couches cach\u00e9es peuvent expliquer les diff\u00e9rences dans la mani\u00e8re dont les circuits hippocampiques soutiennent l’apprentissage et la m\u00e9moire.”<\/p>\n Parce que l’hippocampe est l’une des premi\u00e8res r\u00e9gions touch\u00e9es par la maladie d’Alzheimer et qu’il est impliqu\u00e9 dans l’\u00e9pilepsie, la d\u00e9pression et d’autres affections neurologiques, l’identification de la structure en couches du CA1 offre un guide prometteur pour d\u00e9terminer quels types de neurones peuvent \u00eatre les plus \u00e0 risque \u00e0 mesure que ces troubles progressent.<\/p>\n Faire progresser la cartographie c\u00e9r\u00e9brale gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019imagerie moderne et \u00e0 la science des donn\u00e9es<\/strong><\/p>\n “Des d\u00e9couvertes comme celle-ci illustrent comment l’imagerie moderne et la science des donn\u00e9es peuvent transformer notre vision de l’anatomie du cerveau”, a d\u00e9clar\u00e9 Arthur W. Toga, PhD, directeur du Stevens INI et de la chaire Ghada Irani en neurosciences \u00e0 la Keck School of Medicine de l’USC. “Ce travail s’appuie sur la longue tradition de Stevens INI consistant \u00e0 cartographier le cerveau \u00e0 toutes les \u00e9chelles, des mol\u00e9cules aux r\u00e9seaux entiers, et \u00e9clairera \u00e0 la fois les neurosciences fondamentales et les \u00e9tudes translationnelles ciblant la m\u00e9moire et la cognition.”<\/p>\n Un nouvel atlas des types cellulaires CA1 \u00e0 disposition des chercheurs<\/strong><\/p>\n L\u2019\u00e9quipe a compil\u00e9 ses d\u00e9couvertes dans un nouvel atlas de types cellulaires CA1 en utilisant les donn\u00e9es de l\u2019Hippocampus Gene Expression Atlas (HGEA). Cette ressource est disponible gratuitement pour les scientifiques du monde entier et comprend des visualisations 3D interactives accessibles via l’application de r\u00e9alit\u00e9 augment\u00e9e Schol-AR d\u00e9velopp\u00e9e au Stevens INI. L\u2019outil permet aux chercheurs d\u2019explorer de mani\u00e8re tr\u00e8s d\u00e9taill\u00e9e la structure en couches de l\u2019hippocampe.<\/p>\n \u00c9tant donn\u00e9 que ce motif en couches chez la souris ressemble \u00e0 des dispositions similaires observ\u00e9es chez les primates et les humains, y compris des variations comparables de l’\u00e9paisseur de CA1, les chercheurs pensent que cette organisation pourrait \u00eatre partag\u00e9e par de nombreuses esp\u00e8ces de mammif\u00e8res. Des travaux suppl\u00e9mentaires sont n\u00e9cessaires pour d\u00e9terminer dans quelle mesure cette structure chez l’homme correspond \u00e0 ce qui a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9 chez la souris, mais les r\u00e9sultats constituent un point de d\u00e9part solide pour de futures \u00e9tudes examinant comment l’architecture hippocampique soutient la m\u00e9moire et la cognition.<\/p>\n “Comprendre comment ces couches sont li\u00e9es au comportement est la prochaine fronti\u00e8re”, a d\u00e9clar\u00e9 Bienkowski. “Nous disposons d\u00e9sormais d’un cadre pour \u00e9tudier comment des couches neuronales sp\u00e9cifiques contribuent \u00e0 des fonctions aussi diff\u00e9rentes que la m\u00e9moire, la navigation et les \u00e9motions, et comment leur perturbation peut conduire \u00e0 des maladies.”<\/p>\n \u00c0 propos de l’\u00e9tude<\/strong><\/p>\n Outre Bienkowski et Pachicano, les autres auteurs de l’\u00e9tude comprennent Shrey Mehta, Angela Hurtado, Tyler Ard, Jim Stanis et Bayla Breningstall.<\/p>\n Ce travail a \u00e9t\u00e9 soutenu par les National Institutes of Health\/National Institute of Aging (K01AG066847, R36AG087310-01, suppl\u00e9ment P30-AG066530-03S1), la National Science Foundation (subvention 2121164) et le financement du USC Center for Neuronal Longevity. Les donn\u00e9es de recherche rapport\u00e9es dans cette publication ont \u00e9t\u00e9 soutenues par le Bureau du directeur des National Institutes of Health sous le num\u00e9ro de r\u00e9compense S10OD032285.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Des chercheurs de l’Institut de neuroimagerie et d’informatique Mark et Mary Stevens (Stevens INI) de la Keck School of Medicine de l’USC ont d\u00e9couvert un mod\u00e8le organisationnel jusqu’alors m\u00e9connu dans l’une des r\u00e9gions cl\u00e9s du cerveau pour l’apprentissage et la m\u00e9moire. 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