Une étude montre que les différences entre les cerveaux des primates sont petites mais importantes – ScienceDaily

Comprendre les différences moléculaires qui rendent le cerveau humain unique peut aider les chercheurs à étudier les troubles de son développement. Une nouvelle étude vient d’être publiée dans la revue les sciences Par une équipe comprenant Andre Souza, professeur de neurosciences à l’Université du Wisconsin-Madison, ils étudient les différences et les similitudes entre les cellules du cortex préfrontal – la zone frontale du cerveau, la zone qui joue un rôle central dans les niveaux supérieurs fonctions cognitives — entre les humains et les gens. Primates non humains tels que les chimpanzés, les macaques rhésus et les singes.

Les différences cellulaires entre ces espèces peuvent expliquer les étapes de leur développement et comment ces différences peuvent être impliquées dans des troubles, tels que l’autisme et les déficiences intellectuelles, observés chez l’homme. Souza, qui étudie la biologie évolutive du cerveau au Weizmann Center de l’Université de Washington-Madison, a décidé de commencer à étudier et à classer les cellules du cortex préfrontal en partenariat avec le laboratoire de l’Université de Yale où il a travaillé comme chercheur postdoctoral.

« Nous caractérisons le cortex préfrontal dorsolatéral parce qu’il est particulièrement intéressant, explique Souza. Cette région corticale ne se trouve que chez les primates. On ne la trouve pas chez les autres espèces. » « Il a été associé à de nombreuses fonctions connexes en termes de cognition supérieure, telles que la mémoire de travail. Il est également impliqué dans de nombreux troubles neuropsychiatriques. Par conséquent, nous avons décidé de mener cette étude pour comprendre ce qui est unique chez les humains dans cette région du cerveau. »

Souza et son laboratoire ont recueilli des informations génétiques sur plus de 600 000 cellules du cortex préfrontal à partir d’échantillons de tissus d’humains, de chimpanzés, de macaques et de singes. Ils ont analysé ces données pour classer les cellules en types et identifier les différences dans les cellules similaires d’une espèce à l’autre. Sans surprise, la grande majorité des cellules étaient quelque peu comparables.

« La plupart des cellules sont en fait très similaires car ces types sont relativement proches sur le plan de l’évolution », explique Souza.

Souza et ses collaborateurs ont trouvé cinq types de cellules dans le cortex préfrontal qui n’étaient pas présentes dans les quatre types. Ils ont également trouvé des différences dans l’abondance de certains types de cellules ainsi que la diversité entre des groupes de cellules similaires d’une espèce à l’autre. Lorsque l’on compare les chimpanzés aux humains, les différences semblent énormes – de leur apparence physique aux capacités de leur cerveau. Mais au niveau cellulaire et génétique, du moins dans le cortex préfrontal, les similitudes sont nombreuses et les différences peu nombreuses.

« Notre laboratoire veut vraiment découvrir ce qui est unique dans le cerveau humain », explique Souza. « Il ressort clairement de cette étude et de nos travaux précédents que la plupart d’entre eux sont en fait similaires, du moins chez les primates. »

Les différences subtiles découvertes par les chercheurs pourraient être le début de l’identification de certains de ces facteurs uniques, et ces informations pourraient conduire à des découvertes sur les troubles de la croissance et du développement au niveau moléculaire.

« Nous voulons savoir ce qui s’est passé après la scission évolutive entre les humains et les autres primates », explique Souza. « L’idée est que vous avez une mutation dans un ou plusieurs gènes et que ces gènes ont maintenant des fonctions légèrement différentes. Mais si ces gènes sont pertinents pour le développement du cerveau, par exemple, combien de cellules sont produites ou comment les cellules sont produites en se connectant à d’autres cellules Comment affectent-elles les circuits neuronaux et leurs propriétés physiologiques ? Nous voulons comprendre comment ces différences entraînent des différences dans le cerveau, puis conduisent à des différences que nous pouvons observer chez les adultes. »

Les observations de l’étude ont été faites dans le cerveau d’adultes, après qu’une grande partie du développement ait été achevée. Cela signifie que des différences peuvent survenir au cours du développement du cerveau. Ainsi, la prochaine étape des chercheurs consiste à étudier des échantillons de cerveaux en développement et à étendre leur champ de recherche au-delà du cortex préfrontal pour trouver où et quand ces différences surviennent. L’espoir est que ces informations conduiront à une base plus solide pour placer la recherche sur les troubles du développement au-dessus.

« Nous sommes capables de faire des choses extraordinaires, n’est-ce pas ? Nous étudions la vie elle-même, l’univers et bien plus encore. C’est vraiment unique quand on regarde autour de nous », a déclaré Souza, dont l’équipe comprenait les étudiants diplômés Ryan Reisgards et Zachary Gomez-Sanchez. , la stagiaire de recherche Danielle Schmidt et les étudiants de premier cycle Ashwin Depnath et Kidd Hotman. « Si nous avons ces capacités uniques, il doit y avoir quelque chose dans le cerveau, n’est-ce pas ? Il y a quelque chose dans le cerveau qui nous permet de faire tout cela et nous sommes vraiment intéressés à savoir ce que c’est. »

Origine de l’histoire :

Matériaux Introduction de L’universite de Wisconsin-Madison. Original d’Émilie Leclerc. Remarque : Le contenu peut être modifié en fonction du style et de la longueur.