Les chercheurs comprennent la structure des cerveaux et les ont cartographiés en détail, mais ils ne savent toujours pas exactement comment ils traitent les données – pour cela, une « carte des circuits » détaillée du cerveau est nécessaire.
Maintenant, les scientifiques ont créé une telle carte pour la créature la plus avancée à ce jour : une larve de mouche des fruits. Appelé connectome, il schématise les 3016 neurones et les 548 000 synapses de l’insecte, Actualités des neurosciences a signalé. La carte aidera les chercheurs à mieux comprendre comment le cerveau des insectes et des animaux contrôle le comportement, l’apprentissage, les fonctions corporelles et plus encore. Le travail peut même inspirer des réseaux d’IA améliorés.
« Jusqu’à présent, nous n’avons vu la structure d’aucun cerveau, à l’exception du ver rond C. elegans, du têtard d’un cordé bas et de la larve d’un annélide marin, qui ont tous plusieurs centaines de neurones », a déclaré le professeur. Marta Zlatic du Laboratoire de biologie moléculaire du CRM. « Cela signifie que les neurosciences fonctionnent principalement sans cartes de circuits. Sans connaître la structure d’un cerveau, nous devinons comment les calculs sont mis en œuvre. Mais maintenant, nous pouvons commencer à acquérir une compréhension mécaniste du fonctionnement du cerveau. »
Pour construire la carte, l’équipe a scanné des milliers de tranches du cerveau de la larve avec un microscope électronique, puis les a intégrées dans une carte détaillée, annotant toutes les connexions neuronales. À partir de là, ils ont utilisé des outils informatiques pour identifier les voies de flux d’informations probables et les types de « motifs de circuit » dans le cerveau de l’insecte. Ils ont même remarqué que certaines caractéristiques structurelles ressemblaient étroitement à une architecture d’apprentissage en profondeur de pointe.
Les scientifiques ont dressé des cartes détaillées du cerveau d’une mouche des fruits, qui est bien plus complexe qu’une larve de mouche des fruits. Cependant, ces cartes n’incluent pas toutes les connexions détaillées nécessaires pour avoir une véritable carte du circuit de leur cerveau.
Dans une prochaine étape, l’équipe étudiera les structures utilisées pour les fonctions comportementales telles que l’apprentissage et la prise de décision, et examinera l’activité du connectome pendant que l’insecte effectue des activités spécifiques. Et bien qu’une larve de mouche des fruits soit un simple insecte, les chercheurs s’attendent à voir des schémas similaires chez d’autres animaux. « De la même manière que les gènes sont conservés à travers le règne animal, je pense que les motifs de circuits de base qui mettent en œuvre ces comportements fondamentaux seront également conservés », a déclaré Zlatic.