Une équipe de neuroscientifiques a produit une série d'images étonnantes et détaillées de cerveaux de mouches des fruits.
Les images ne sont pas tout à fait des photos, mais elles ont été prises en captant la lumière visible. Pour les créer, les chercheurs ont combiné deux techniques - l'une qui a fait grossir le tissu cérébral beaucoup plus que sa taille habituelle, et l'autre qui a permis aux chercheurs de prendre des photos précises de ce tissu sans l'endommager.
Le résultat a été une carte colorée et entièrement consultable d'un cerveau de mouche des fruits qui, selon une déclaration du MIT (où travaille l'un des chercheurs), n'est pas plus grosse qu'une graine de pavot.
Faire dilater des tissus délicats est une entreprise délicate, mais elle peut être utile pour la recherche en neurosciences; dans de nombreuses circonstances, les neurones et leurs connexions sont trop petits pour être facilement visualisés et cartographiés. La technique, appelée "microscopie à expansion", est apparue pour la première fois en 2015, détaillée dans un article d'Ed Boyden (l'un des créateurs des images de la mouche des fruits et neuroscientifique au MIT) et de deux autres chercheurs.
Pour faire fonctionner la technique, ils ont trouvé un polymère qui pénétrerait dans les cellules sans les détruire. Ensuite, ils ont trempé un cerveau de souris dans l'étoffe. Une fois que les polymères ont imprégné le tissu, les chercheurs ont versé un bain sur le tissu qui a provoqué l'expansion des polymères, augmentant physiquement les cellules elles-mêmes pour une étude plus facile.
Cette technique à elle seule n'aurait cependant pas suffi à créer ces belles images cérébrales. Pour scanner le cerveau élargi avec suffisamment de détails, les chercheurs ont utilisé une technique précédemment développée par un autre co-auteur - Eric Betzig, biologiste à UC Berkeley - pour scanner rapidement des tissus en 3D en utilisant uniquement la lumière et des microscopes.
Cette technique, appelée «microscopie à lame de lumière en treillis», consiste à projeter une ligne de lumière à travers le bas du tissu. Il n'éclaire qu'un seul plan plat du tissu, comme si une seule tranche commençait à briller dans une miche de pain, suffisamment brillante pour être vue à travers l'avant de la miche. Une caméra microscopique montée à un angle de 90 degrés par rapport au faisceau de lumière est alors capable de repérer ce plan illuminé et d'enregistrer à quoi il ressemble. Faites-le encore et encore (de la tranche avant à l'arrière), et vous vous retrouvez avec une image en trois dimensions du tissu.
C'est un gros problème, ont déclaré les chercheurs, car la microscopie à expansion et la microscopie à lame lumineuse en réseau sont des méthodes relativement rapides et simples à utiliser par les neuroscientifiques dans leurs laboratoires. Et maintenant, combinés, ils peuvent permettre aux chercheurs d'imaginer rapidement de gros morceaux de cerveau avec des détails incroyables.
Les neurosciences se préoccupent de plus en plus de comprendre de grandes parties du cerveau sans abandonner une vue au microscope de ce qui se passe. Certains chercheurs pensent que cartographier le cerveau en détail pourrait révéler ses secrets. Maintenant, ils ont une nouvelle façon de le faire.
