Le prix Nobel récompense un outil de contrôle cérébral fondé sur la lumière appelé optogénétique
Trois scientifiques ont reçu un prix Nobel pour avoir développé l'optogénétique, une méthode qui utilise la lumière pour contrôler des cellules cérébrales individuelles. Les chercheurs utilisent cette technologie pour étudier comment l'activité cérébrale est liée à des actions telles que le sommeil, la consommation de boisson et le comportement social.
En bref: Trois scientifiques ont reçu un prix Nobel pour avoir développé l'optogénétique, une méthode qui utilise la lumière pour contrôler des cellules cérébrales individuelles. Les chercheurs utilisent cette technologie pour étudier comment l'activité cérébrale est liée à des actions telles que le sommeil, la consommation de boisson et le comportement social.
Imaginez éclairer une minuscule partie du cérébre et voir instantanément un animal commencer à boire de l'eau. Cette idée de science-fiction est désormais une réalité pour les chercheurs qui étudient l'esprit.
Ce qui s'est passé, en mots simples
Le 5 octobre, Peter Hegemann, Georg Nagel et Karl Deisseroth ont remporté le prix Nobel de physiologie ou médecine pour avoir créé l'optogénétique. Hegemann et Nagel ont découvert une protéine appelée canalrhodopsine chez des algues vertes qui réagit à la lumière, tandis que Deisseroth a transformé cette protéine en un interrupteur contrôlé par la lumière pour les cellules nerveuses. Des chercheurs comme la professeure de Caltech Viviana Gradinaru ont contribué à améliorer la méthode lors de leurs études supérieures en développant des moyens de calmer l'activité des cellules nerveuses à l'aide de la lumière. Aujourd'hui, les scientifiques utilisent l'optogénétique chez des animaux de laboratoire pour tester comment des cellules cérébrales spécifiques contrôlent des actions, des émotions et des besoins fondamentaux.
Points clés
- La découverte chez les algues a amorcé le processus: Des scientifiques ont trouvé des protéines chez des algues vertes unicellulaires qui aident les organismes à nager vers des sources de lumière.
- Allumer et éteindre les cellules cérébrales: Les chercheurs modifient les cellules cérébrales pour qu'elles portent des protéines sensibles à la lumière afin que des lasers puissent exciter ou inhiber l'activité cellulaire.
- Améliorer la technologie au fil du temps: Les scientifiques ont surmonté les problèmes initiaux où des protéines inhibitrices endommageaient les cellules, puis ont créé des versions qui répondent à la lumière rouge pour atteindre des parties plus profondes du cerveau.
- Passer de l'observation à la cause à effet: L'optogénétique permet aux chercheurs de tester si l'activation ou l'inactivation de neurones spécifiques provoque directement un certain comportement, plutôt que de se contenter d'observer des schémas.
Termes expliqués
- Optogénétique — Méthode scientifique qui utilise des modifications génétiques et la lumière pour contrôler l'activité de cellules cérébrales individuelles. Exemple: Utiliser un flash lumineux à l'intérieur du cerveau d'une souris pour activer ou désactiver une cellule nerveuse spécifique.
- Neurones — Cellules nerveuses qui envoient et reçoivent des messages électriques et chimiques dans tout le corps et le cerveau. Exemple: Les cellules spécialisées qui transportent des signaux de votre cerveau vers vos muscles lorsque vous bougez la main.
- Évolution dirigée — Processus de laboratoire qui imite la sélection naturelle pour créer de nouveaux types de protéines ou d'enzymes dotées de caractéristiques spécifiques. Exemple: Des éleveurs choisissant les chiens les plus rapides au fil des générations pour obtenir un chien de course plus rapide, mais réalisé en laboratoire avec des protéines.
Pourquoi c'est important
Cette technologie offre aux scientifiques un moyen puissant de cartographier le fonctionnement des circuits neuronaux dans des modèles animaux, aidant les chercheurs à comprendre les causes fondamentales des comportements de base, du sommeil et de l'équilibre interne du corps.
Ce que l'on ne sait pas encore
La source couvre la recherche préclinique sur des modèles de laboratoire tels que des souris, des mouches et des poissons-zèbres, et ne présente pas cette recherche comme un traitement médical pour les humains.
D'après un article de Caltech. Ceci est une explication indépendante, rédigée avec nos propres mots et l'aide d'une IA ; Caltech ne l'a ni relue ni approuvée. Consultez l'original pour tous les détails.