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Des chercheurs contrôlent les mouvements des animaux avec la lumière
Il a été découvert qu'une molécule semblable à un médicament permet aux chercheurs de contrôler les mouvements des souris et des poissons avec des éclairs de lumière. Contrairement à des expériences similaires utilisant une technique basée sur la lumière connue sous le nom d'optogénétique, la nouvelle méthode n'exige pas que les chercheurs modifient génétiquement les animaux afin d'obtenir le contrôle neural.
À étudier publié en ligne dans le Nature Chimie Biologie décrit une nouvelle approche pour contrôler les neurones et les comportements avec la lumière. De telles techniques sont de puissants outils de recherche pour comprendre le cerveau et pourraient un jour être utilisées à des fins thérapeutiques. Le rapport d'aujourd'hui décrit une méthode d'utilisation de la lumière pour contrôler l'activité neuronale chez les animaux non modifiés. Les poissons recevant une petite molécule appelée optovine se déplaceront très rapidement en réponse à un éclair de lumière, rapporte le Massachusetts General Hospital David Kokel et collègues.
La réponse ne dépend pas de la perception de la lumière par le poisson : les poissons embryonnaires traités avec le produit chimique réagissent à la lumière avant même que leurs yeux ne se développent, et les adultes décapités réagissent également. Le composé se lie plutôt aux récepteurs de sensation de douleur sur le corps du poisson, et lorsqu'il est activé par la lumière, il provoque des mouvements rapides.
L'équipe a passé au crible 10 000 composés différents, chacun dissous dans un petit puits avec du poisson zèbre pas encore éclos, avant d'en trouver un qui change radicalement le comportement des animaux en réponse à la lumière. Le composé fonctionne également sur les souris - si l'optovine est frottée sur les oreilles des souris, un éclair de lumière fera secouer la tête des souris.
L'équipe a déterminé que l'optovin s'arrime à un type spécifique de canal protéique situé dans la membrane des cellules nerveuses qui sont les premières à réagir à la douleur. Les chercheurs pourraient utiliser l'optovine dans des expériences pour étudier la douleur ; ils pensent également que cela pourrait être utile dans le traitement de la douleur, dit Kokel. Si vous activez trop ces canaux, ils deviennent désensibilisés, dit-il.
Mais optovin ne peut pas contrôler le comportement d'autres types de neurones, ce qui est un inconvénient par rapport à l'optogénétique. Ed Boyden , un neuroscientifique du MIT qui a développé des outils d'optogénétique, souligne que la méthode basée sur le génie génétique donne aux chercheurs plus de flexibilité. L'une des principales utilités de nos… outils optogénétiques est que nous pouvons les cibler sur pratiquement n'importe quelle classe de neurones, leur permettant spécifiquement d'être activés et réduits au silence par la lumière, dit Boyden.
Cependant, il est possible, dit Kokel, que les chercheurs puissent identifier des composés autres que l'optovine qui pourraient réguler les canaux protéiques qui contrôlent le comportement des neurones. Vous pourriez avoir toute une boîte à outils de composés qui activent différents canaux, dit-il.