Aller au-delà de ce que permet l’IRM pour comprendre finement le fonctionnement du cerveau tel est le projet de numérisation lancé par l’Institute of Brain and Society.

Voilà plus de 300 ans que les anatomistes conservent des cerveaux humains pour en explorer les moindres méandres. Puis sont apparues les techniques d’IRM[1] qui ont permis d’aller encore plus loin dans une exploration détaillé de l’organe le plus complexe de l’être humain (Les données récupérées par l’IRM comme par le scanner sont numériques). Avec l’avantage d’examiner une personne vivante. Mais en zoomant sur une image, il n’est malheureusement pas possible d’atteindre le niveau de précision souhaité c’est-à-dire le niveau des neurones et des axones. C’est le projet baptisé Digital Brain Library lancé en 2013 par l’Institute for Brain and Society et hébergé pour l’instant à San Diego, dans l’une des antennes de l’Université de Californie.

L’objectif est d’aller au niveau de détail des cellules nerveuses dont la largeur est de 2 ou 3 microns. A titre de comparaison, la taille d’un cheveu humain est d’environ 75 microns et celle d’une cellule sanguine de l’ordre de 5 microns.

« Il s’agit pour les neuroanatomistes d’explorer le cerveau à un niveau de précision qui correspond au niveau de l’atome pour les physiciens », explique Hauke Bartsch dans un article publié par la revue Arstechnica « To digitize a brain, first slice 2,000 times with a very sharp blade ». L’institution vise à numériser un millier de cerveaux et en a reçu 360 à ce jour.

La semaine du cerveau du 16 au 22 mars 2015
La Société des Neurosciences organise pour la 16e année consécutive la Semaine du cerveau. Cette manifestation, qui se déroulera du 15 au 22 mars 2015, se veut une « fête du partage, entre le grand public et les chercheurs, de la passion, de la recherche et des questionnements sur le système nerveux » selon l’expression de Roland Salesse, coordonnateur de la manifestation. Dans plus de 30 villes de France, les chercheurs vous invitent à partager leur enthousiasme pour « comprendre ce qui nous sert à comprendre », pour explorer cet organe fascinant qu’est notre cerveau et découvrir comment il fonctionne à tous les instants de notre vie quotidienne..
Conférence inaugurale : « Comprendre et manipuler le cerveau par la lumière » par Christophe Mulle, Président de la Société des Neurosciences le 16 mars à 18h30, auditorium de l’ICM, Paris.

La première étape consiste à extraire le cerveau dans les meilleures conditions afin qu’il soit le mieux préservé possible. Lorsqu’il est sorti de la boîte crânienne, il a à peu près la consistance de beurre mou. Il faut donc le réfrigérer plusieurs mois pour durcir les tissus. Ensuite, il faut faire le faire baigner dans une solution d’eau sucrée afin que le sucre remplace les molécules d’eau présentes dans le cerveau pour une meilleure préservation.

Il s’agit ensuite d’effectuer des coupes (un peu comme des tranches de jambon) d’un peu plus de 2000 tranches d’une épaisseur d’environ 70 microns d’épaisseur. Le système découpe les tranches automatiquement mais un opérateur doit changer la lame après 600 coupes. C’est un processus extrêmement minutieux comme on l’imagine facilement (voir la vidéo ci-dessous) qui nécessite plus de 50 heures pour être réalisé.

Chaque tranche est placée sur un support, colorée pour faire ressortir certains détails de la structure du cerveau. Puis intervient l’étape de la numérisation proprement dite. Une par une, les coupes sont photographiées avec une définition de 0,37 microns par pixel. Les sections les plus grandes du cerveau nécessitent 24 heures pour être photographiées et numérisées. Les données sont mises à la disposition des chercheurs et sont accessibles en ligne sous certaines conditions.

Ce projet inaugure une nouvelle démarche de recherche. Pendant longtemps, les neurologues étudiaient des parties spécifiques du cerveau en relation avec les fonctions qu’elles assumaient. « Maintenant, nous allons essayer de comprendre comment cet organe fonctionne dans son ensemble et détermine les comportements des êtres humains », explique Jacopo Annese, neuroanatomiste impliqué dans ce projet. Les donneurs ne se contentent pas de donner leur organe mais ils participent aussi – bien entendu avec la garantie de rester dans l’anonymat – en fournissant toutes les informations les concernant pouvant être utiles ensuite dans l’étude de leur propre cerveau.

 

Greffer une tête sur un corps humain ?
Sergio Canavero avait déjà fait parler de lui avec ce projet un peu fou de greffer une tête sur un complet. Le neurochirurgien à l’université de Turin (Italie) vient de refaire parler de lui en dévoilant un protocole détaillant la technique chirurgicale permettant de « fusionner » la moelle épinière du donneur avec celle du receveur. Un « détail » technique prépondérant pour la crédibilité de l’opération. Surtout, Sergio Canavero est bien décidé à présenter le lancement de son projet à l’occasion du prochain congrès de l’Académie américaine de chirurgie neurologique qui se déroulera en juin 2015 à Annapolis dans le Maryland (Etats-Unis). Et il espère bien convaincre la communauté scientifique de la crédibilité de son protocole.
(Source : Sciences et Avenir)

 

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[1] L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique d’imagerie médicale permettant d’obtenir des vues en deux ou en trois dimensions de l’intérieur du corps de façon non invasive avec une résolution en contraste1 relativement élevée (source : Wikipedia)