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Poisson-zèbre (L’équipe de Claire Wyart à l’ICM a utilisé la toxine botulique pour rendre sélectivement silencieux des neurones chez le poisson-zèbre / Iris (œil droit)
Épisode 3 :

La lumières dans les expériences sur le mouvement et la vision... : l'optogénétique

59 min
À retrouver dans l'émission

Quelle est l’origine du mouvement ? Quels sont les « circuits » qui le sous-tendent ? Comment voyons-nous ? Comment le cerveau peut-il être le véritable organe de la vision ? Qu’est-ce que l’optogénétique et que peut-on apprendre du poisson-zèbre ?

Poisson-zèbre (L’équipe de Claire Wyart à l’ICM a utilisé la toxine botulique pour rendre sélectivement silencieux des neurones chez le poisson-zèbre / Iris (œil droit)
Poisson-zèbre (L’équipe de Claire Wyart à l’ICM a utilisé la toxine botulique pour rendre sélectivement silencieux des neurones chez le poisson-zèbre / Iris (œil droit) Crédits : ICM / CDF / Laitr Keiows via WikiCommons

Quel est le rôle des boucles sensori-motrices de la moelle épinière ? Quel rôle jouent les contrastes ? Comment fonctionne la rétine artificielle ?

Pour son colloque de rentrée en 2015, année internationale de la Lumière et des applications qui y sont liées, le Collège de France a invité ses professeurs et différents chercheurs et artistes pour réfléchir au phénomène de la lumière, ses métamorphoses et ses métaphores et revenir aussi sur le siècle des Lumières. Aujourd’hui, nous explorons le rôle de la lumière dans les expériences et les nouvelles techniques optiques.

Claire Wyart, chercheuse à l’INSERM, qui dirige l’équipe Dissection optogénique des circuits spinaux sous-tendant la locomotion depuis 2001 à l' Institut du cerveau et de la moëlle épinière (l’ICM), sur le campus hospitalier de la Pitié-Salpêtrière à Paris, nous propose, en première partie, de découvrir les questions et les expériences qui permettent de « comprendre l'origine du mouvement, et en particulier comment les neurones du système nerveux nous permettent de réaliser des mouvements complexes ».

Elle nous présente donc :

« les résultats d’une approche très récente de l’étude du système nerveux qui se fonde sur l’optogénétique, qui associe la génétique pour cibler des réseaux neuronaux spécifiques et l'optique pour suivre et contrôler leur activité avec la lumière. Ces nouvelles méthodes permettent d'une part de sonder l'activité des neurones avec des senseurs d'activité et d'autre part, de manipuler à distance l'activité des neurones avec des canaux et des pompes ioniques, activés par la lumière ».

Sans disséquer, il s’agit de voir ce qui se passe à l’intérieur des organismes étudiés.

« Avec le modèle transparent et simple du poisson-zèbre, nous dit-elle, il est possible d’appliquer cette approche pour élucider la connectivité et le rôle des circuits moteurs du cerveau et de la moelle épinière. »

Poissons photographiés par les chercheurs de l'ICM / Claire Wyart pour l'ICM
Poissons photographiés par les chercheurs de l'ICM / Claire Wyart pour l'ICM Crédits : Institut du Cerveau et de la Moelle épinière - ICM

Nous poursuivons sur les possibilités de l’optogénétique, en seconde partie, avec la contribution de l’ophtalmologiste, Alain-José Sahel, intitulée « Lumières, disparitions, apparences ». D’emblée, il pose le postulat :

« la lumière existe grâce à nos yeux »

et il explique :

« Les yeux, et tout particulièrement la rétine, fonctionnent initialement comme des instruments de focalisation puis de détection de la lumière à l'origine de l'ensemble des réactions qui vont sous-tendre la vision. »

Structure de la rétine, imitée de Purves et als NEUROSCIENCES De Boeck, 2005
Structure de la rétine, imitée de Purves et als NEUROSCIENCES De Boeck, 2005 Crédits : Pancrat via Wiki Commons

Mais il note, cependant,

Il « est ironique de constater que c’est la lumière elle-même qui peut entraîner des dommages, les principales pathologies, responsable de malvoyance et de cécité étant liées à des atteintes des photorécepteurs ».

Pionnier dans la recherche sur les prothèses visuelles et les thérapies régénératrices de l'œil, il dirige actuellement l’Institut de la vision, un centre de recherche associé à l'hôpital des Quinze-Vingts à l'Inserm et à l'université Pierre et Marie Curie. Professeur invité sur la chaire annuelle d'innovation technologique du collège de France en 2015-2016, il corrige bien des idées reçues sur le rapport œil-lumière-obscurité.

« Pour les aveugles la perte des sensations visuelles, nous dit-il n’est pas le passage de la lumière à l'obscurité, opposition binaire et populaire, mais la perte de contrastes fins issus des objets perçus ou des êtres perçus. ».

Dès lors quelle est l’origine du développement de plusieurs technologies de restauration visuelle, de médecine régénérative, parmi lesquelles la rétine artificielle et l’optogénétique?

Et nous gagnons l’amphithéâtre du Collège de France pour la matinée du 15 octobre 2015 avec en première partie Claire Wyart : Illuminer les circuits neuronaux sous-tendant le mouvement, puis en seconde partie de José-Alain Sahel : Lumière, disparitions, apparences...

Pour prolonger :

ICM : DES NEURONES INDISPENSABLES POUR FUIR !

ICM, Claire Wyart, DES NEURONES SENSORIELS QUI RÉGULENT LE MOUVEMENT !

Lumière, Lumières
Lumière, Lumières Crédits : Odile Jacob / Collège de France
Intervenants
  • chercheuse en neurosciences, chef d'équipe Inserm à l'Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière (ICM) à Paris, campus hospitalier de La Pitié salpêtrière
  • Ophtalmologiste, membre de l’Académie des Sciences et directeur de l’Institut de la vision
L'équipe
Réalisation
Coordination
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