Santiago Ramon y Cajal a passé sa vie – il est né en 1852 – en regardant au microscope à fines tranches du cerveau. Vous ne voyez pas grand-chose à moins de colorer les tranches d'une manière qui montre les cellules nerveuses (neurones) et les autres cellules du cerveau. Cajal a utilisé une méthode développée par Camillo Golgi, un neuroscientifique italien contemporain. Les deux deviendraient des ennemis implacables. Cajal est vénéré comme un grand neuroscientifique parce que, par une observation attentive, une intuition brillante et des dessins exquis (Cajal était un artiste talentueux), il a développé des idées sur le cerveau, sa structure, son développement et sa fonction qui durent jusqu'à aujourd'hui. Parmi ses nombreuses découvertes, il y avait la prise de conscience que les neurones ne se connectaient pas directement les uns aux autres, mais étaient séparés par un espace, que nous appelons maintenant une synapse. Golgi n'était pas d'accord (il avait tort); mais ils ont reçu un prix Nobel ensemble. Cajal pensait aussi que tout remplacement de neurones par de nouveaux dans le cerveau adulte était impossible: "Dans les centres adultes, les voies nerveuses sont quelque chose de fixe, de fini, d'immuable. Tout peut mourir, rien ne peut être régénéré. »C'est ce que l'on m'a enseigné en tant qu'étudiant en médecine dans les années 1960.
Étonnamment, ce n'est pas tout à fait vrai (Cajal n'avait pas souvent tort). Il y a deux ou trois zones dans le cerveau adulte où de nouveaux neurones se forment, dont l'un est l'hippocampe. L'hippocampe est essentiel pour certaines formes de mémoire. La mémoire épisodique est le genre qui vous permet de rappeler, en détail, ce que vous avez fait lors de votre dernier anniversaire – une sorte de vidéo interne. Il vous permet également de trouver votre chemin vers des endroits familiers parce que vous apprenez l'itinéraire. Si l'hippocampe est endommagé, ces fonctions le sont également. Il y a des rapports que les chauffeurs de taxi de Londres, qui passent environ deux ans à apprendre des routes autour de Londres («le savoir») ont des hippocampes plus grands que d'habitude, et que ceux-ci deviennent plus grands pendant qu'ils apprennent plus d'itinéraires. Mais l'hippocampe est également très vulnérable aux dommages. Par exemple, une brève période de manque d'oxygène, qui pourrait ne pas affecter la majeure partie du cerveau, peut sérieusement endommager l'hippocampe. Il existe des substances toxiques qui détruisent les cellules nerveuses: l'hippocampe y est exceptionnellement sensible. C'est une source commune d'épilepsie, un résultat de lésions cérébrales.
L'hippocampe continue de fabriquer de nouveaux neurones tout au long de la vie. Cela a d'abord été découvert chez les rats, et – comme vous pouvez l'imaginer – n'était pas cru à l'époque. Maintenant, il a été établi pour se produire dans de nombreuses autres espèces, y compris les humains (bien qu'ils font plutôt moins que les rats font). Faire de nouveaux neurones, s'ils doivent être efficaces, n'est pas simple. Il doit y avoir une population de cellules semblables à des tiges – on les appelle «progéniteurs» parce que, contrairement aux vraies cellules souches, elles semblent seulement capables de produire des neurones ou des cellules similaires. Ce n'est que le début: les nouveaux neurones doivent faire de longs processus (axones) qui leur permettent de communiquer avec d'autres neurones, et ces axones doivent trouver leur chemin vers la bonne destination, sinon les circuits du cerveau se brouillent. Cela se produit correctement pendant le développement du cerveau, mais il a surtout cessé à l'âge adulte. L'hippocampe adulte continue ainsi – les nouveaux neurones trouvent leur destination. C'est assez incroyable.
Les questions évidentes sont: pourquoi cela se produit-il dans l'hippocampe, et qu'est-ce que cela signifie pour sa fonction? Vous pourriez penser que la réponse à la première est évidente: si l'hippocampe est si vulnérable aux dommages, alors il a besoin d'un moyen de se réparer. Une bonne idée … mais le fait inconfortable est que ce sont des neurones particuliers dans l'hippocampe qui sont si sensibles, et ce n'est pas eux qui sont remplacés, mais d'autres qui ne sont pas si sensibles. Une façon d'explorer la fonction des nouveaux neurones est d'empêcher leur formation expérimentale. Cela s'avère assez difficile sans causer d'autres dommages, compliquant ainsi l'interprétation. Il y a beaucoup de désaccords au sujet de ces expériences, et la vraie réponse à la deuxième question est: nous ne savons pas encore avec certitude, bien qu'il y ait eu de nombreuses suggestions.
Ce que nous savons, c'est que le taux de formation de ces nouveaux neurones peut être modifié. Stress un animal, ou lui donner des doses élevées de l'hormone liée au stress corticostérone (cortisol chez les humains) et l'hippocampe cesse pratiquement de faire de nouveaux neurones. D'un autre côté, l'exercice ou l'administration de médicaments qui sont utilisés pour traiter la dépression (ISRS comme Prozac) l'augmente considérablement. Cela a conduit à la suggestion que c'est la raison pour laquelle ces médicaments peuvent être utiles dans la dépression, et que peut-être les nouveaux neurones de l'hippocampe sont impliqués dans la dépression ou le rétablissement de celui-ci; mais ces idées sont loin d'être établies. Ainsi, non seulement l'hippocampe produit de nouvelles cellules nerveuses, mais ce mécanisme est sensible aux événements extérieurs, en particulier au stress. Le style de vie, semble-t-il, se reflète dans ce qui se passe dans l'hippocampe
L'aspect vraiment excitant est qu'il y a une partie du cerveau qui, contrairement à ce que Cajal et tout le monde pensaient, peut se régénérer. Quelle est la particularité de l'hippocampe? Si nous pouvions le savoir, nous pourrions avoir un moyen d'encourager d'autres parties du cerveau qui normalement ne se réparent pas à commencer à fabriquer de nouvelles cellules nerveuses après des dommages – par exemple, un accident vasculaire cérébral. L'hippocampe nous a donné de l'espoir, peut-être une clé de la serrure, et a également changé nos idées sur le cerveau, que nous savons maintenant est beaucoup plus plastique que nous le pensions autrefois.
Camillo Golgi n'a jamais admis qu'il avait tort à propos des connexions entre les cellules nerveuses, et les deux se sont ignorés lors de la cérémonie du prix Nobel. L'histoire proclame Cajal vainqueur, mais Golgi n'est pas oublié. Il y a un certain nombre de structures cellulaires nommées d'après lui. Ironiquement, l'un d'entre eux (l'appareil de Golgi) fabrique les petites vésicules qui sont libérées dans les interstices entre les cellules nerveuses que la pensée de Golgi n'existait pas.
Nous pouvons maintenant imaginer un moment où la réparation des lésions cérébrales peut être possible. Un moment où, après un AVC qui endommage la partie du cerveau qui contrôle, disons, le mouvement, nous pourrions transplanter certaines cellules progénitrices dans la zone endommagée, ainsi que les composés qui ont restauré leur capacité à se développer en neurones fonctionnels et trouver leur chemin. leur destination correcte. Ensuite, peut-être après quelques mois, les voies endommagées seraient réparées, même partiellement, et la paralysie disparaîtrait. Si cela se produit dans l'hippocampe adulte, cela pourrait se produire ailleurs dans le cerveau. C'est un long chemin, probablement (les prévisions sont toujours incertaines) mais un jour, Cajal peut, heureusement, se révéler un peu trop pessimiste. En aucun cas cela ne diminuerait sa réputation en tant qu'un des plus grands neuroscientifiques.
En laissant notre imagination voler plus loin, il y aura peut-être un moment où nous pourrons corriger les circuits défectueux dans le cerveau par l'activation judicieuse de nouveaux neurones et de leurs connexions. On pense notamment aux troubles comme la schizophrénie. La cause sous-jacente de cette maladie n'est pas connue, mais elle semble impliquer une activité cérébrale anormale dès le plus jeune âge. Si cela est dû à la croissance de connexions incorrectes, alors rectifier ces derniers avec de nouveaux neurones et leurs connexions pourraient soulager les formes persistantes et toute la vie de cette maladie grave. Ainsi, la découverte de neurones nouvellement formés dans l'hippocampe, inconnue depuis si longtemps, peut apporter – avec le temps – une révolution dans la façon dont nous traitons certaines de nos maladies les plus dévastatrices et les plus communes. De nouveaux traitements sont vraiment nécessaires. Ces petites cellules semblables à des troncs de l'hippocampe, qui n'ont pas été découvertes depuis longtemps, nous ont donné un nouvel espoir dans ce domaine très difficile et important.
