Un GPS dans notre cerveau : retour sur le Prix Nobel de Médecine 2014

Les personnes qui ont souvent du mal à s’orienter, de même que celles qui sont peu physionomistes, même à leur bas âge, devraient certainement trouver une explication à cela dans le dysfonctionnement du GPS du cerveau découvert par ces lauréats du Prix Nobel de Médecine 2014

Nous étions nombreux à être excité de découvrir le en octobre passé, les heureux lauréats des Prix Nobel 2014. Celui de Physiologie ou Médecine à été annoncé le 06 octobre et  attribué à trois chercheurs,  l’américano-britanique John O’Keefe et le couple norvégien Edward L. et May-Britt Moser, tous des neuroscientifiques.  Ils ont été récompensés pour leurs découvertes de cellules qui constituent un GPS dans le cerveau.

Contrairement au Prix Nobel de la Paix, les actions ayant motivé l’octroi du Prix Nobel de Médecine ainsi que les autres, Littérature, Economie, Physique et Chimie, sont moins médiatisées. Je m’étais chargé, à l’époque, de réussir à parcourir et d’essayer de comprendre les résultats des travaux qui ont valus le plus précieux prix à ces chercheurs. Enfin, je vais partager ici ce que j’ai découvert et compris. C’est énorme ! C’est toute une carrière, pour chacun des lauréats, consacrée entièrement à la recherche sur le cerveau, qui a été récompensée par ce Prix Nobel 2014. Il faut noter le couple Moser avait déjà reçu en 2011, pour leurs découvertes, le prix Louis-Jeantet pour la Médecine de la Fondation Jeantet, qui récompense les chercheurs européens dans les domaines biomédicaux.

John O’Keefe travaillait déjà sur le cerveau depuis les années 60 et le couple Moser s’y sont intéressés dans les années 80. Ils ont tous travaillés, principalement sur l’hippocampe, zone du cerveau qui est très importante dans la mémorisation et le repérage spatial. O’Keefe fut de ceux qui ont initié le couple Moser sur la connaissance approfondie de l’hippocampe.

O’keefe a fait la découverte pionnière, de neurones dans l’hippocampe, appelées cellules place (« place cells »), en 1971. A la suite de cela, dans la recherche de l’origine des cellules places dans l’hippocampe,  le couple Moser a découvert la présence d’autres types de neurones dans une zone appelé cortex entorhinal (zone voisine de l’hippocampe), des neurones qui communiquent avec les cellules place ; il s’agit des cellules grilles (« grid cells », en 2005), des cellules de direction de la tête (« head direction cells », en 2006) et de cellules de bord  (« border cells », en 2008). C’est l’ensemble de ces cellules qui fonctionnant de concert représentent le GPS du cerveau,  qui nous permettre de savoir où nous sommes, de trouver le chemin pour aller d’un endroit à un autre et d’enregistrer les informations sur tous les lieux parcourus.

Les cellules places émettent un potentiel d’action chaque fois que l’animal (le rat est l’animal sur lequel ces études ont été menées) se retrouve dans un endroit qui lui est familier. C’est-à-dire qu’elles sont chargées de la mémorisation de l’environnement de vie. Quant aux cellules grilles, elles sont centrales dans le calcul des distances lors de localisation et de navigation, dans le cerveau ; elles déterminent aussi comment la mémoire est stockée dans l’hippocampe. Les cellules de bord émettent un signal quand le cerveau se trouve exclusivement au delà des limites de son environnement habituel, c’est-à-dire dans un environnement étranger. Et les cellules de direction de la tête sont celles qui indiquent la direction. Toutes ces cellules fonctionnent comme un système de coordonnées qui donc stocke et établie une carte de la vie entière en mémoire.

Ces découvertes ont d’importants intérêts scientifiques et médicaux. Elles ont permis et encore permettront d’explorer davantage le fonctionnement du système nerveux, de comprendre certaines maladies liées au dysfonctionnement du cerveau, notamment la maladie d’Alzheimer qui fait partie des principales causes de décès dans beaucoup de pays au monde. Le fonctionnement des cellules place a été corrélé à la maladie d’Alzheimer.

Toute cause qui altérerait donc l’une de ces cellules affectera notre capacité à mémoriser et à nous localiser. Les personnes qui ont souvent du mal à s’orienter, de même que celles qui sont peu physionomistes, même à leur bas âge, devraient certainement trouver une explication à cela dans le dysfonctionnement du GPS du cerveau découvert par ces lauréats du Prix Nobel de Médecine 2014.

Quelques références :

1. Edward L. Moser and May-Britt Moser. Crystal of our brain. EMBO Mol Med 2011, 3, 69–71

2. Edward L. Moser and May-Britt Moser. Maping your every move. Cerebrum, March 2014.

3. Francesca Cacucci, Ming Yi, Thomas J. Wills, Paul Chapman, and John O’Keefe. Place cell firing correlates with memory deficits and amyloid plaque burden in Tg2576 Alzheimer mouse model. PNAS, June 3, 2008, vol. 105, no. 22, 7863–7868

4.Guifen Chen, John A. King, Neil Burgess, and John O’Keefe. How vision and movement combine in the hypocampal place code. PNAS, January 2, 2013 vol. 110 no. 1, 378–383

5. « The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2014 ». Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 28 Dec 2014. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2014/