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Depuis très longtemps les neuroscientifiques cherchent à représenter et à visualiser le cerveau, ses cellules et ses mystères. L'évolution constante des techniques d’imagerie permet aujourd'hui de décrypter l’architecture intime de nos réseaux cérébraux. « L’image de la semaine » est une rubrique qui vise à émerveiller nos lecteurs avec l’esthétique et l’élégance d’un univers caché. Cette semaine Christophe Leterrier et Alexandra Gros nous proposent un voyage dans la microarchitecture d’une cellule nerveuse.    

L'architecture d’un neurone. © Christophe Leterrier, CRN2M, Marseille

Photo d’un neurone en culture âgé de 3 semaines prise en microscopie de fluorescence. La culture est préparée à partir de neurones d'embryon de rat prélevés au niveau de l'hippocampe, une structure cérébrale impliquée dans les processus d’apprentissage et de mémoire. Sur cette photo, on voit les deux composants du cytosquelette : microtubules en bleu, et filaments d’actine en vert. Le cytosquelette est indispensable au bon fonctionnement du neurone en lui permettant d'acquérir et de conserver sa forme, ainsi que d'organiser le transport des protéines vers les différents compartiments cellulaires (axone, dendrites, synapses...). En rouge, la protéine neurofascine est concentrée au segment initial de l’axone. Le segment initial est le point de départ du signal électrique, appelé potentiel d'action, qui se propage le long de l'axone vers les autres neurones.

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Christophe Leterrier, ingénieur ESPCI et docteur en neurosciences, monte actuellement son équipe de recherche « NeuroCyto » à Marseille. L'équipe s'intéresse à la façon dont les neurones s'organisent en tant que cellules : comment développent-ils, puis maintiennent-ils leur polarité et leur arborisation complexe ? La construction de la morphologie cellulaire (cytosquelette), les mécanismes du transport des protéines (moteurs, diffusion), la compartimentation en éléments distincts (synapses, segment initial) : de nombreux phénomènes encore largement mystérieux contribuent à cette organisation. Pour mieux les comprendre, nous utilisons de nouvelles méthodes de microscopie de super-résolution pour observer les assemblages moléculaires à l'échelle nanométrique directement dans les neurones.

Alexandra Gros est docteure en neurosciences (Institut des neurosciences Paris-Saclay). Au cours de sa thèse, elle s’est intéressée au rôle de la neurogenèse adulte hippocampique dans les processus d’apprentissage et de mémoire, notamment épisodique. Alexandra est actuellement chercheuse post-doctorante à l’université d’Édimbourg où elle étudie comment la mise en mémoire et la persistance de souvenirs d’événements de la vie courante peuvent être affectées par un apprentissage ultérieur. Pour cela, elle cherche à élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-tendant ces processus, notamment via des mécanismes de « tagging » des neurones et synapses en utilisant l’expression des gènes immédiats précoces.