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EPFLLe mécanisme de croissance de synapses décrypté

Des chercheurs de l'EPFL ont mis au jour un mécanisme de formation de synapse géante dans le cerveau. La découverte pourrait avoir des répercussions sur le traitement de certaines maladies neuropsychiatriques.

Image d'illustration.

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AFP

Les humains et la plupart des mammifères peuvent situer les sons dans l'espace avec beaucoup d'acuité. Afin d'accomplir cette tâche, le cerveau a développé un circuit suffisamment rapide pour détecter d'infimes décalages entre le moment où l'information sonore parvient successivement dans chaque oreille, explique l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).

Calice de Held

La pièce maîtresse de ce circuit est appelée «Calice de Held». Elle est la plus grande synapse connue dans le cerveau. D'ordinaire, les neurones sont pourvus de milliers de points de contact avec leurs voisins: les synapses. Dans la partie auditive du cerveau, il en va différemment: les synapses croissent beaucoup plus.

Grâce aux «Calices de Held», l'information est traitée très rapidement, en quelques fractions de millisecondes, contre plus de 10 dans la plupart des circuits neuronaux.

Durant leurs travaux, les chercheurs de l'EPFL ont découvert le rôle d'une protéine qui déclenche la croissance de ces synapses géantes. Pour isoler la bonne protéine, ils ont dû s'attaquer à 20'000 candidats possibles.

Protéine BMP

Ils ont fini par identifier plusieurs membres de la famille de protéines connue sous le nom de «BMP». Pour vérifier leur découverte, ils ont désactivé les récepteurs des protéines BMP dans la partie auditive d'un cerveau de souris.

Les chercheurs ont ensuite reconstruit les synapses en trois dimensions. Au lieu d'un unique et massif «Calice de Held», l'image 3D montre plusieurs synapses plus petites. «Cela démontre que le processus impliquant la protéine BMP n'a pas seulement pour fonction de faire croître la synapse, mais aussi d'opérer une sélection en éliminant les autres», relève le chercheur Ralf Schneggenburger.

Maladies neuropsychiatriques

La portée de cette étude est vaste, et va au-delà du seul système auditif. La protéine BMP semble ainsi jouer un rôle important dans le développement de la connectivité du cerveau. «Certaines maladies neuropsychiatriques, comme la schizophrénie ou l'autisme, ont précisément pour origine un développement anormal de la connectivité synaptique dans certaines zones clé du cerveau», note Ralf Schneggenburger.

Les travaux sont publiés dans la revue «Nature Neuroscience», indique l'EPFL.

(ats)

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