Avez-vous une idée de ce que vous avez dans la tête ? À quoi ressemble réellement votre matière grise ? Après 10 ans de recherche, une équipe de chercheurs de l’Institut neurologique du Centre universitaire de santé McGill à Montréal vient de finaliser un projet unique au monde, Big Brain,un atlas du cerveau humain en 3D et en haute résolution.

 

« C’est la première fois qu’on modélise un cerveau avec autant de détails et de précision, la résolution est 50 fois meilleure que ce que nous avions auparavant, au point d’être en mesure de voir toutes les cellules et les structures cérébrales », indique le Dr Alan Evans, l’un des cofondateurs du projet Big Brain, qui a été mené avec une équipe de chercheurs du Centre Jülich en Allemagne. Leurs résultats ont été publiés à la fin juin dans la revue américaine Science.

 

Pour réaliser cet atlas du cerveau, les chercheurs ont d’abord découpé le cerveau d’une femme de 65 ans ne souffrant pas de démence, qui avait été conservé dans de la paraffine. À l’aide d’un outil appelé microtome, 7404 tranches de cerveau de 0,02 mm - pas plus épaisses qu’un cheveu - ont été taillées. Chacune de ces tranches a par la suite été numérisée en haute définition (13 000 x 11 000 pixels) pour permettre à un superordinateur de reconstituer l’intégralité du cerveau. Il lui aura fallu presque 42 jours de calcul et quelques retouches d’images pour y arriver. Big Brain a finalement été stocké dans un fichier d’environ 1 téraoctet (To) pour que nous puissions le consulter sur Internet.

 

« Nous aurions pu numériser d’encore plus près les microcellules du cerveau et avoir une meilleure résolution, mais notre atlas aurait été trop lourd pour être consulté sur un ordinateur »,précise le Dr Evans, qui n’est quand même pas peu fier de son atlas en 3D du cerveau humain.

 

«Comme un jeu vidéo»

 

Big Brain contient 125 000 fois plus de données qu’une imagerie par résonance magnétique. Les scientifiques pourront désormais observer les plis et les replis de notre cerveau, qui n’étaient visibles qu’au microscope jusqu’à présent. « C’est un peu comme un jeu vidéo, on va pouvoir s’amuser à travers les circuits de notre cerveau et zoomer sur un groupe de cellules si l’on veut », donne comme exemple le Dr Evans, qui est évidemment spécialiste en neurologie.

 

Les scientifiques ont donc des heures de plaisir devant eux. Le cerveau humain est considéré comme l’une des structures les plus complexes dans notre univers avec ses 86 milliards de neurones. L’arrivée de Big Brain suscite beaucoup d’attentes pour faciliter les recherches sur des maladies comme celles de Parkinson et d’Alzheimer. « Big Brain servira d’outil aux spécialistes pour comprendre l’organisation interne de notre cerveau », souligne le chercheur de McGill, qui ajoute que cet atlas en 3D est disponible gratuitement sur son site CBRAIN.

 

Ce projet s’inscrit aussi dans le cadre du Human Brain Project lancé en janvier 2013. L’Union européenne a annoncé qu’elle investira un milliard de dollars pour modéliser avec encore plus de précision le cerveau humain pour l’étude de son fonctionnement et pour développer de nouveaux traitements contre les pathologies neurologiques. « L’objectif est d’arriver d’ici 10 à 20 ans à décrypter le cerveau humain un peu comme nous l’avons fait avec le génome », souligne le Dr Evans. Ces prochaines années, son équipe voudrait recommencer la démarche avec un cerveau d’homme, cette fois, pour mieux identifier les différences individuelles et sexuelles. À plus ou moins long terme, les chercheurs souhaiteraient arriver à obtenir un modèle de cerveau moyen. Et non d’une grosse tête !