Nous ne pensons pas qu'avec nos neurones ! Telle est l'étonnante révélation de travaux menés ces dernières années par d'audacieux neurobiologistes : ils ont découvert que des cellules étoilées formaient dans notre cerveau un réseau de communication jusqu'ici insoupçonné ! De quoi battre en brèche tout le modèle du tout-neuronal, mais aussi expliquer certaines prouesses de notre esprit et offrir d'inédites pistes thérapeutiques.

Il n'y a pas que les neurones ! Dans notre cerveau, les cellules gliales, jusqu'ici négligées par la science, jouent en fait un rôle majeur. Et cette révélation remet tout en cause...

C'est au cour de l'Institut de biologie cellulaire de la ville de Lausanne, que se trame l'une des révolutions les plus radicales qu'ait jamais connue la science du cerveau. Ici que se côtoient dans une effervescence cosmopolite une poignée de chercheurs européens, américains et asiatiques bien décidés à bousculer les idées reçues, pour ne pas dire toutes faites, sur le plus prestigieux de nos organes. Andrea Volterra, le codirecteur de l'établissement, ne le cache d'ailleurs pas : "Plus qu'un institut de recherche, nous avons constitué une 'école de pensée' ouverte à tous ceux qui veulent voir émerger une conception radicalement différente du fonctionnement cérébral." Des propos nullement excessifs : depuis 5 ans, les travaux entrepris à Lausanne - et dans une poignée d'autres universités américaines et européennes - sont ni plus ni moins en train de démontrer que les neurones ne sont pas les seuls "maîtres à bord" de l'esprit humain. De quoi réécrire tous les manuels de biologie !
A l'origine de cette onde de choc ? La découverte du véritable rôle que semblent jouer d'autres cellules cérébrales que les neurones. Jusqu'ici totalement négligées par les scientifiques, elles auraient la capacité de décrypter et de transmettre des informations d'un bout à l'autre du cerveau, formant ainsi un véritable réseau de communication qui s'ajouterait à celui des neurones. Mieux, elles joueraient le rôle de "chef d'orchestre" chargé de donner la mesure et de synchroniser l'activité des neurones. Le nom de ces surdouées ? Les astrocytes, ainsi bien nommés en raison de leur forme étoilée. Plus précisément, ils font partie de la grande famille hétéroclite des cellules dites gliales qui, à elles seules, occupent plus de 50 % du volume cérébral. Entourant les neurones (en bleu), les glies (ici les astrocytes, en rouge) seraient les véritables chefs d'orchestre du cerveau.

LA FIN DU "TOUT NEURONAL"

Ces fameuses cellules gliales sont connues depuis... le milieu du XIXè siècle. Depuis les années 50, explique Pascal Jourdain, membre de l'Institut de Lausanne, la technique d'enregistrement de l'activité cérébrale repose sur la propagation de 'courants électriques' dans les neurones. Du coup, les neurologues ont supposé que si les astrocytes communiquaient entre eux, c'était sur un mode comparable à celui des neurones. Erreur ! Du point de vue électrique, les astrocytes sont quasi muets, car leurs échanges se font par voie chimique"... Ainsi les cellules gliales vont continuer de rester dans l'ombre. Un parfait exemple de la science piégée par ses propres avancées...
Il aura fallu attendre le développement, dans les années 90, de techniques permettant de rendre certaines molécules fluorescentes afin de suivre leurs traces dans l'organisme pour que l'heure de la revanche des astrocytes sonne. Car leur activité a ainsi été mise en lumière.

ENFIN OBSERVÉS "IN VIVO"

La communication cérébrale se ferait sous l'influence décisive des astrocytes. "Selon le modèle classique, lorsqu'un neurone envoie un message vers un autre neurone, il est d'abord parcouru par un courant électrique, explique Pascal Jourdain. Ce courant, en arrivant au niveau de la synapse, déclenche la libération de molécules, les neurotransmetteurs, dans la fente synaptique - l'espace entre deux neurones. Ces messagers chimiques vont ensuite se fixer sur des récepteurs situés à la surface du deuxième neurone qui va envoyer à son tour un influx électrique jusqu'à la synapse suivante, et ainsi de suite." Or, les astrocytes ont les moyens de faciliter, de ralentir ou même de bloquer ce flux d'information.
Plus fort encore : les astrocytes semblent en mesure de transmettre des informations saisies dans une synapse à une autre synapse. Les neurones ne seraient donc pas les seuls à échanger des informations : des messages seraient transmis d'un point à un autre du cerveau par une autre voie de communication. Comment cette voie fonctionne-t-elle ? Il s'agit d'une cascade de réactions biochimiques à l'intérieur des astrocytes qui aboutit à une forte production d'ions calcium. Laquelle va se répercuter comme une onde d'astrocyte en astrocyte. Les gliologistes parlent de vague calcique. Petit détail : les informations propagées par cette vague circulent très lentement. Elles atteignent au mieux des vitesses de l'ordre de 15 à 30 micromètres par seconde contre 1 mètre par seconde au minimum pour l'influx nerveux. L'utilisation de ces deux réseaux, l'un rapide, l'autre lent, permettrait à notre cerveau de mieux coordonner son activité.
Et il n'y a pas que la communication : les astrocytes s'avèrent également indispensables à la création de nouveaux neurones et de nouvelles synapses. Une faculté primordiale puisque les modifications permanentes du cerveau au cours de la vie sont le pilier de l'apprentissage et de la mémorisation. Or, cette plasticité cérébrale semble bel et bien sous la dépendance de facteurs chimiques libérés par les astrocytes.

LA CLÉ DU GÉNIE D'EINSTEIN ?

Enfin, les astrocytes assureraient le contrôle des naissances des neurones tout au long de notre vie. Depuis 1997, il est en effet prouvé que même à l'âge adulte, le cerveau peut fabriquer de nouvelles cellules nerveuses à partir de cellules souches, notamment dans l'hippocampe, une zone cérébrale impliquée dans le processus de mémorisation. Eh bien, il est apparu, là encore, que les astrocytes de cette zone libéraient des molécules, non identifiées pour l'instant, qui permettent la transformation des cellules souches en neurones. Les astrocytes seraient donc de grands organisateurs de l'architecture du cerveau. Pour des cellules que l'on croyait totalement passives...
Marian Diamond fut le premier médecin autorisé à autopsier le cerveau d'Albert Einstein dans les années 80. Quel était son secret ? En fait, le nombre et la physionomie des neurones du célèbre prix Nobel ne différaient en rien de ceux du vulgum pecum. Toutefois, certaines zones de son cerveau, réservées aux tâches les plus hautes, possédaient une proportion de cellules gliales incroyablement élevée. Un constat qui, à l'époque, avait laissé perplexe la communauté scientifique, qui n'avait vu là qu'une simple curiosité. On sait désormais à quoi s'en tenir ! "Tout indique que les cellules gliales occupent une place déterminante dans le développement de l'intelligence d'Einstein et plus largement de l'espèce humaine, qui possède la plus forte proportion de cellules gliales du règne animal" (tableau), affirme Marian Diamond. Bref, plus l'esprit est vif, plus il est riche en cellules gliales. Pas de doute, une révolution est en marche.