Dans les prolongements longs du neurone — les dendrites — de minuscules coursiers vont et viennent sans cesse. Ce sont des molécules d'ARN messager qui portent les instructions pour la fabrication des protéines. Leur trajet commence dans le corps cellulaire et se termine aux synapses — les contacts avec d'autres neurones. Elles se déplacent le long des microtubules, comme des wagonnets sur des rails, mais avec une particularité : elles peuvent s'immobiliser longtemps et changer de direction.
Les auteurs de l'étude ont représenté ce processus comme un jeu avec deux boutons : « avancer » et « reculer ». La probabilité d'appuyer sur l'un ou l'autre bouton après un arrêt détermine le caractère du mouvement. Si la molécule appuie plus souvent sur « reculer », elle erre longtemps près du point de départ, mais finit par atteindre tous les points d'arrivée presque simultanément. Si elle appuie obstinément sur « avancer », le temps de livraison augmente presque linéairement avec la distance — comme un coursier qui visite méthodiquement ses destinataires un par un.
Cette approche permet d'entrevoir la logistique d'une cellule vivante. Il s'avère qu'en modifiant simplement la persistance des molécules dans une direction, le neurone peut soit approvisionner uniformément toutes les synapses en nouvelles protéines, soit renforcer de manière ciblée les contacts distants. C'est important pour l'apprentissage et la mémoire : c'est aux synapses que se consolident les nouvelles connexions. Le modèle mathématique donne une clé pour comprendre comment le chaos moléculaire engendre un ordre précis dans le fonctionnement du cerveau.
Un neurone peut contenir jusqu'à dix mille synapses, et chacune d'elles rivalise pour les molécules d'instructions, comme des boîtes aux lettres pour les lettres.
Dans le roman de Stanislas Lem « L'Invincible », des mécanismes microscopiques au comportement collectif rappellent un tel transport — sauf qu'au lieu d'un neurone, c'est une planète entière.