Un nouvelle étape cruciale a été franchie dans le domaine des neurosciences : la première carte complète des connexions neuronales d’un cerveau adulteprécisément celui de une mouche des fruits (Drosophile melanogaster). Ce résultat, rendu possible grâce à l’intelligence artificielle et aux travaux de consortium de recherche FlyWirereprésente une étape importante pour l’étude du cerveau. Bien que le cerveau de la drosophile soit plus simple que celui humainil est pourtant bien constitué 140 000 neurones avec plus de 50 millions de synapses. Des chiffres qui confirment complexité de l’organe, ce qui en fait un modèle d’étude précieux dans la recherche biomédicale mondiale.
La première cartographie d’un cerveau adulte grâce à l’intelligence artificielle
La publication de ces résultats, rapporté dans le magazine Natureimplique 300 chercheurs provenant de 76 laboratoires internationaux, coordonnés par des universités prestigieuses telles que Princeton, Cambridge et l’Institut Max Planck. Pourquoi la mouche des fruits ? Parce que ces petits insectes ils partagent environ 60 % des gènes trouvés chez les humains. Bref, à partir d’eux nous pouvons découvrir beaucoup de choses sur le fonctionnement de notre cerveau.
La création de ceci «connectome»ou la carte des connexions neuronales, a été décrite comme une sorte de Google Cartes pour le cerveaucomme il l’a expliqué Philipp Schlegell’un des auteurs de l’étude: «Avoir un schéma des connexions entre neurones, c’est comme savoir quelles structures dans les images satellite de la Terre correspondent aux routes et aux bâtiments». Et il a ajouté : « Annoter les neurones, c’est comment ajouter des noms de rues et de villes à la carteheures d’ouverture du magasin et avis. Les deux sont nécessaires pour que la carte soit vraiment utile. »
Il y a une énorme quantité de données dans le cerveau d’une mouche
Il s’agit du premier cerveau adulte d’un animal complexe à être cartographié de manière aussi complète. Ils avaient été préalablement fabriqués cartes de cerveaux plus petitscomme celle de la larve de la mouche des fruits et du ver nématode, mais aucune de ces études n’avait jamais atteint un tel niveau de détail. Le processus a été rendu possible grâce à 100 téraoctets de données collectées par microscopie électroniquequi a disséqué le cerveau de la mouche dans plus de 7 000 tranches aussi fines que quelques nanomètres.
L’utilisation deintelligence artificielle ont permis l’analyse de cet immense ensemble de données, non sans difficultés. « Ce énorme quantité de données il avait déjà été publié il y a quelques années, mais personne n’avait pu l’utiliser pour extraire des informations utiles sur le cerveau », a-t-il expliqué Albrecht Haaseprofesseur associé à l’Université de Trente. «Maintenant, c’est devenu possible parce que nous avons enfin le outils bioinformatiques pour le faire. »
Cartographier l’humain, le défi du futur ?
Le erreurs commises par l’IA ils étaient correct grâce à l’intervention humaine, tant par des experts en neuroscientifiques que par citoyens ordinaires. Ces derniers ont pu contribuer à travers le plateforme en ligne Fil oculairetransformant la cartographie cérébrale en une sorte de jeu interactif. L’étude a abouti à deux résultats principaux : une compréhension fine de la morphologie du cerveau de la drosophile, utilisée depuis plus de 60 ans comme modèle d’étude, et la possibilité d’étendre cette approche à des cerveaux plus complexes : « Je fais référence, par exemple, à le cerveau de la souris, alors que je crois qu’il l’est toujours trop tôt pour penser à cartographier le cerveau humain», a conclu Haase.
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