Un regard plus attentif sur la matière noire du cerveau

Les synapses électriques connectent les neurones dans presque tous les cerveaux ; cependant, on sait peu de choses à leur sujet. Une étude montre maintenant pour la première fois où ces synapses spécifiques se produisent dans le cerveau de la drosophile et qu’elles influencent la fonction et la stabilité des cellules nerveuses. Crédit : MPI pour Biological Intelligence, if / Julia Kuhl

Les synapses électriques – omniprésentes et pourtant peu explorées.

Ils font partie du cerveau de presque toutes les espèces animales, mais ils restent généralement invisibles même au microscope électronique. “Les synapses électriques sont comme la matière noire du cerveau”, explique Alexander Borst, directeur du MPI pour l’intelligence biologique, dans la fondation (if). Aujourd’hui, une équipe de son département a examiné de plus près ce composant cérébral rarement exploré : dans le cerveau de la mouche des fruits Drosophila, ils ont pu montrer que les synapses électriques se produisent dans presque toutes les zones du cerveau et peuvent influencer la fonction et la stabilité de l’individu. cellules nerveuses.

Les neurones communiquent via des synapses, de petits points de contact au niveau desquels des messagers chimiques transmettent un stimulus d’une cellule à l’autre. On s’en souvient peut-être du cours de biologie. Cependant, ce n’est pas toute l’histoire. En plus des synapses chimiques communément connues, il existe un deuxième type de synapse peu connu : la synapse électrique. « Les synapses électriques sont beaucoup plus rares et difficiles à détecter avec les méthodes actuelles. C’est pourquoi elles n’ont guère été étudiées jusqu’à présent », explique Georg Ammer, fasciné depuis longtemps par ces connexions cellulaires cachées. “Dans la plupart des cerveaux d’animaux, nous ne savons donc même pas les choses de base, telles que l’endroit exact où se produisent les synapses électriques ou comment elles influencent l’activité cérébrale.”

Une synapse électrique relie directement deux neurones, permettant au courant électrique que les neurones utilisent pour communiquer, de circuler d’une cellule à l’autre sans détour. Sauf chez les échinodermes, ce type particulier de synapse se produit dans le cerveau de toutes les espèces animales étudiées jusqu’à présent. « Les synapses électriques doivent donc avoir des fonctions importantes : on ne sait juste pas lesquelles ! dit Georg Ammer.

Répartition dans le cerveau

Pour traquer ces fonctions, Ammer et ses deux collègues, Renée Vieira et Sandra Fendl, ont étiqueté une importante composante protéique des synapses électriques. Dans le cerveau des drosophiles, ils ont ainsi pu montrer que les synapses électriques ne se produisent pas dans toutes les cellules nerveuses, mais dans presque toutes les zones du cerveau. En éteignant sélectivement les synapses électriques dans le domaine du traitement visuel, les chercheurs pourraient montrer que la réaction des neurones affectés à certains stimuli est beaucoup plus faible. De plus, sans synapses électriques, certains types de cellules nerveuses sont devenus instables et ont commencé à osciller spontanément.

“Les résultats suggèrent que les synapses électriques sont importantes pour diverses fonctions cérébrales et peuvent jouer des rôles fonctionnels très différents, selon le type de neurone”, résume Ammer. “Ces synapses devraient donc également être intégrées dans les études sur le connectome.” Le connectome est une carte de tous les neurones et de leurs connexions dans un cerveau ou une zone cérébrale. Souvent, ces informations sont reconstruites à partir d’images au microscope électronique – où les synapses électriques sont en grande partie invisibles. La manière dont ceux-ci peuvent être intégrés dans les enquêtes sur le connectome et les autres secrets que détiennent les synapses électriques fait l’objet d’études supplémentaires.

Référence : « Distribution anatomique et rôles fonctionnels des synapses électriques dans Drosophile”Par Georg Ammer, Renée M. Vieira, Sandra Fendl et Alexander Borst, 5 avril 2022, Biologie actuelle.
DOI : 10.1016 / j.cub.2022.03.040

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