Le développement cerveau humain gagne des milliards de neurones dans l’utérus et se paquement plus pendant l’enfance. Pendant la majeure partie du 20e siècle, la sagesse conventionnelle était que les cellules du cerveau cultivées avant l’âge adulte seraient les seules que nous aurions pour le reste de nos vies. Mais au cours des dernières décennies, de plus en plus de recherche conteste cette croyance.
Alors, est-il réellement possible pour les adultes de cultiver des neurones? Alors que certains experts croient qu’il existe des preuves solides que nous pouvons gagner des cellules cérébrales après l’enfance, d’autres sont encore sceptiques quant à cette notion.
Le processus de création de nouvelles cellules cérébrales est appelé neurogenèse. Les chercheurs ont d’abord observé la neurogenèse après la naissance chez les animaux de laboratoire de divers âges, y compris les souris, rats et oiseaux chanteurs. Chez les souris adultes, ils ont trouvé de nouveaux neurones poussant dans certaines parties du cerveau zone subventriculaireune zone étroitement liée à l’odorat, ainsi que dans le hippocampeune structure au cœur de la mémoire.
Les chercheurs pensent que la neurogenèse dans ces régions cérébrales est importante pour la plasticité, ou la capacité du cerveau à s’adapter et à changer avec le temps. La plasticité sous-tend la capacité d’apprendre et de former des souvenirs, par exemple.
Chez la souris, il est clair que des facteurs de style de vie tels que vivre dans un environnement stimulant et exercice peut favoriser la croissance de nouveaux neurones. Inversement, dans des modèles de souris de maladies comme Alzheimerla neurogenèse est entravée. Ce qui est encore à débattre, c’est de savoir si ces résultats s’étendent au-delà de la souris et d’autres animaux de laboratoire.
Neurogenèse chez les adultes humains?
« La plupart de nos connaissances sur la neurogenèse adulte proviennent d’études sur des modèles animaux », » Chanson de Hongjunprofesseur de neurosciences à l’Université de Pennsylvanie Perelman School of Medicine, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « La question de savoir si de telles connaissances peuvent être directement traduites en études humaines est un défi. »
En effet, de nombreuses études qui ont établi l’existence de la neurogenèse adulte chez les animaux ont utilisé des méthodes qui ne sont pas possibles dans les études humaines, telles que l’injection de molécules de traceurs radioactives dans le cerveau. Ces méthodes permettent aux scientifiques de visualiser si et où les nouveaux neurones se développent, mais les traceurs eux-mêmes peuvent être toxiques. Ces méthodes nécessitent également de disséquer le cerveau après l’euthanasie de l’animal.
« Malheureusement, il n’y a aucun moyen de mesurer encore la neurogenèse chez la personne vivante, » Gerd Kempermannprofesseur de génomique de régénération au Center for Regenerative Therapies de Dresde, en Allemagne, a déclaré à Live Science dans un e-mail.
Il existe cependant de rares cas dans lesquels les scientifiques ont pu appliquer des méthodes similaires pour suivre la neurogenèse chez l’homme. Par exemple, les molécules de traceur radioactives utilisées dans les études de neurogenèse animale sont également parfois utilisées par les médecins pour suivre la croissance tumorale chez les patients atteints d’un cancer du cerveau. Bien que ces molécules de traceur radioactives soient trop toxiques pour donner aux personnes en bonne santé, leurs avantages l’emportent sur leurs risques chez les patients qui ont déjà un cancer.
Scientifiques derrière une étude de 1998 publiée dans la revue Médecine de la nature a utilisé cette approche et analysé le cerveau des patients atteints de cancer après leur décès. Ils ont rapporté qu’en plus de signaler les cellules cancéreuses, les molécules de traceur avaient marqué de nouveaux neurones dans l’hippocampe. Cette constatation suggère que les humains pouvaient développer de nouveaux neurones bien à l’âge adulte, étant donné que les patients avaient 57 à 72 ans.
Plus tard, une étude de 2013 dans la revue Cellule utilisé une forme de datation au radiocarbone Pour rechercher de nouveaux neurones chez l’homme. La datation au radiocarbone détermine généralement l’âge d’un échantillon en comparant la proportion relative de deux formes différentes de carbone ou d’isotopes de carbone, appelés carbone-14 et carbone-12. Mais pour étudier la neurogenèse chez l’homme, les scientifiques ont plutôt examiné les concentrations de carbone-14 à l’intérieur de l’ADN des cellules.
Leur approche a profité du fait qu’il y avait un pic dans les niveaux de carbone 14 dans l’atmosphère causée par des essais de bombes nucléaires dans les années 1950 et 1960. Le corps des gens a absorbé ce carbone-14 via leur alimentation et il est devenu incorporé dans leur ADN. La quantité de carbone-14 dans une cellule donnée correspond aux concentrations de l’isotope dans l’atmosphère au moment où la cellule s’est formée, ce qui permet de déterminer à peu près l’anniversaire de cette cellule – et de déterminer s’il s’est formé après la naissance de son propriétaire.
En analysant le tissu cérébral post-mortem de personnes âgées de 19 à 92 ans, cette étude de radiocarbone a identifié les neurones nouveau-nés dans l’hippocampe adulte. Mais bien qu’inconvénients, les méthodes de l’étude étaient si complexes que les résultats n’ont jamais été reproduits.
Cela dit, il existe également des marqueurs plus indirects de la neurogenèse, tels que certaines protéines qui ne sont présentes que dans les neurones en croissance. En utilisant ces méthodes, les deux Kempermann et d’autres groupes de recherche ont découvert des preuves supplémentaires de neurones nouveau-nés dans le cerveau humain adulte.
« Il existe de nombreux marqueurs différents qui sont plus ou moins spécifiques à la neurogenèse adulte », a déclaré Kempermann. « Dans les coupes de tissus, on peut étudier ces marqueurs au microscope et rechercher des modèles cohérents avec le développement neuronal. »
Tout le monde n’est pas convaincu
Mais certains chercheurs ne sont pas convaincus par ces preuves. Arturo Alvarez-Buyllaprofesseur de chirurgie neurologique à l’Université de Californie à San Francisco, a passé sa carrière à étudier la croissance de nouveaux neurones. Pendant qu’il a observé de nouveaux neurones se forment chez les enfants et les adolescentsil a trouvé peu de preuves à l’appui de la notion de neurogenèse chez les adultes.
Alvarez-Buylla estime qu’il existe un certain nombre de problèmes qui peuvent amener d’autres chercheurs à trouver des signes de neurogenèse chez l’homme adulte. Par exemple, les marqueurs chimiques que certains laboratoires utilisent pour suivre de nouveaux neurones peut également apparaître dans d’autres types de cellulescomme la glie, qui sont des cellules du cerveau qui soutiennent la fonction des neurones de diverses manières. Cela peut faire apparaître que les nouveaux neurones se développent lorsqu’ils ne le sont pas.
Il est également sceptique quant à l’utilisation de la datation en carbone 14 à cette fin, l’appelant « créatif » mais arguant que les chercheurs ne peuvent pas confirmer que les nouvelles cellules sont des neurones, ou s’il pourrait y avoir d’autres raisons potentielles de différents niveaux de carbone-14 dans les cellules.
Mais Alvarez-Buylla n’élève pas la possibilité d’une neurogenèse adulte humaine; Il dit seulement que – jusqu’à présent – les preuves ne l’ont pas convaincu. « Je dirais que c’est un phénomène rare », a déclaré Alvarez-Buylla. « Si cela se produit, c’est très, très peu de cellules. »
Kempermann, en revanche, est un croyant ferme que les gens peuvent développer de nouveaux neurones bien à l’âge adulte. « Les rapports positifs sont de loin plus nombreux que les articles critiques, leur point de vue est beaucoup plus large et leur qualité est globalement plus élevée. »
Les chercheurs ont déclaré que la compréhension de l’opportunité de neurogenèse adulte continuera d’être une question clé pour le domaine des neurosciences.
« La question de savoir si les adultes peuvent cultiver de nouveaux neurones ont d’énormes implications pour la plasticité du cerveau adulte », a déclaré Song. Si de nouveaux neurones peuvent être cultivés et intégrés dans le cerveau, a-t-il expliqué, ces mécanismes pourraient former la base de nouvelles thérapies pour une variété de conditions, notamment les lésions cérébrales et les troubles neurodégénératifs.
Alvarez-Buylla a déclaré que même s’il ne croit pas que la neurogenèse se produit fréquemment chez les adultes, il pourrait néanmoins être possible d’exploiter les mécanismes utilisés par les animaux pour développer de nouveaux neurones pour les thérapies humaines.
« L’idée que cela peut arriver ouvre une énorme porte pour la réparation », a-t-il déclaré. « J’espère que nous pourrons garder notre plasticité ouverte aux choses qui se déroulent dans les deux sens. »
