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Des scientifiques modélisent les connexions de neurones d'un cerveau de rat (étude)

17/09/2012 03:05 EDT | Actualisé 17/11/2012 05:12 EST

Des chercheurs ont reconstitué dans un modèle informatique une partie du cortex d'un rat localisant précisément les branchements entre les neurones, une avancée jugée importante pour comprendre le fonctionnement du cerveau des mammifères, y compris l'homme, selon leurs travaux publiés lundi.

"C'est une avancée majeure car sans cela il faudrait des décennies voire des siècles pour déterminer l'emplacement de chaque synapse (les connexions entre les neurones, ndlr) dans le cerveau", explique Henry Markram, le directeur du projet, baptisé "Blue Brain Project", à l'Ecole Polytechnique de Lausanne, en Suisse.

"Il sera désormais beaucoup plus facile de construire des modèles informatiques précis", ajoute le chercheur dont l'étude paraît dans les Annales de l'académie nationale américaine des sciences (PNAS) datée du 17 au 21 septembre.

L'objectif de ce projet, lancé en 2005, est d'élaborer un cerveau virtuel de mammifère d'ici 2018.

Un des grands défis de la neuroscience est de faire une carte des synapses entre les neurones appelée le "connectome" permettant d'expliquer les flux d'informations dans le cerveau, ce qui est considéré comme le Saint Graal dans ce champ de recherche.

Le cerveau humain compte quelque cent milliards de neurones et un nombre infiniment plus grand de synapses.

Pour reconstruire virtuellement en trois dimensions un micro-circuit cortical du rat, ces scientifiques se sont basés sur des données recueillies durant vingt ans sur des échantillons de tissu cérébral, déterminant les formes et les propriétés électriques des différents neurones, les cellules nerveuses cérébrales.

Ils ont traduit toutes ces propriétés biologiques sous forme de données mathématiques et modélisé 10.000 neurones branchés entre eux par 30 millions de synapses et plusieurs kilomètres de fibres, utilisant le super-ordinateur Blue Gene d'IBM.

Ces chercheurs ont constaté que la distribution des synapses virtuels de leur étude correspondait à celle d'un circuit cérébral réel chez des rats dans 75 à 95% des cas, validant leur modèle.

Ils ont ainsi démontré selon eux la possibilité de prévoir dans une large mesure la distribution des synapses ou le câblage électrique du cerveau des mammifères.

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