Comment le système nerveux s'assemble jour après jour express

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L'assemblage du système nerveux ressemble à la construction d'une ville, où chaque nouvelle maison — un neurone — doit se connecter à temps aux routes que sont les synapses. Chez le minuscule ver C. elegans, ce processus peut être observé en détail : il ne possède que 302 neurones, et les scientifiques ont reconstitué leurs contacts à différents stades de développement.

Les auteurs de l'étude ont créé l'outil DevoTG — un réseau de neurones temporel qui apprend à partir de deux types de données. Le premier est l'arbre généalogique des cellules : quelle cellule descend de quelle autre et quand. Le second est une série de huit images du cerveau du ver, prises au microscope électronique à différents jours de sa vie. DevoTG ne voit pas simplement une image statique, mais mémorise la séquence des événements — comme un chef de chantier qui suit la construction depuis les fondations jusqu'au bâtiment achevé.

Sur la carte des connexions, DevoTG a identifié trois types de contacts. Certains — stables — apparaissent tôt et restent pour toujours, comme les grands axes routiers. D'autres — temporaires — ne sont nécessaires que pendant la croissance, comme les échafaudages de construction. Les troisièmes — variables — apparaissent et disparaissent, comme des ruelles que l'on réaménage pour de nouvelles fonctions. Les neurones commandants AVA, AVB et AVE sont particulièrement intéressants : ils occupent tôt une position centrale et, avec le temps, ne font que renforcer leur rôle en accumulant des connexions.

Cette approche n'est pas seulement un atlas, mais un film sur la façon dont le cerveau s'assemble lui-même. Le code de DevoTG est ouvert et peut être appliqué à d'autres animaux pour découvrir les règles générales de la neuroconstruction.