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Connectome

plan complet des connexions neuronales dans un cerveau
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Le connectome est un plan complet des connexions neuronales dans un cerveau. La production et l'étude des connectomes est connue sous le nom de connectomique. A l'échelle microscopique, elle décrit la disposition des neurones et des synapses à l'intérieur d'une partie ou d'une totalité du système nerveux d'un organisme. A l'échelle "macroscopique", elle étudie la connectivité fonctionnelle et structurelle entre toutes les aires corticales et les structures sous-corticales.

Le projet du connectome humain, financé par l'institut national de la santé des Etats-Unis, a pour but de construire un plan du réseau de cerveaux d'humains adultes en bonne santé. Un autre bien connu est la reconstruction réussie de toutes les connexions neuronales et synaptiques de C. elegans[1],[2]). Des connectomes partiels des rétines de souris [3] et des cortex visuels primaires de souris[4] ont aussi été réalisés. Les données de Bock et de son équipe sont disponibles publiquement[5].

Origine et utilisation du terme « connectome »

En 2005, le Dr Olaf Sporns à l'université de l'Indiana et le Dr Patric Hagmann à l'hôpital universitaire de Lausanne ont proposé simultanément et indépendamment le terme « connectome » pour parler d'un plan des connexions neuronales dans un cerveau. Le terme est directement inspiré de l'effort fourni pour séquencer le code génétique humain : construire un génome. La connectomique (Hagmann, 2005) a été définie comme la science qui s'intéresse à l'assemblage et l'analyse de données de connectomes. Dans leur article de 2005, le connectome humain[réf. nécessaire], une description structurelle du cerveau humain, Sporns et ses collègues écrivent : « Pour comprendre le fonctionnement d'un réseau, on doit connaître ses éléments et ses interconnexions. Le but de cet article est de discuter des stratégies de recherche dans le but de faire une description complète de la structure d'un réseau d'éléments et de connexions qui forment le cerveau humain. Nous proposons d'appeler ces données "connectome", et nous pensons qu'il est fondamentalement important dans les neurosciences cognitives et en neuropsychologie. Le connectome augmentera considérablement notre compréhension des processus émergents fonctionnels à partir des structures cérébrales et il fournira de nouvelles idées sur les mécanismes qu'utilise le cerveau si les structures cérébrales sont endommagées. »

Le connectome à différentes échelles

Un connectome optimal serait la cartographie précise des connexions de chaque neurone ce qui est techniquement très long, très coûteux et nécessite le stockage et l'utilisation d'une quantité volumineuse de données. Un cerveau humain contient au moins 10 10 neurones liés par 1014 connexions synaptiques. Par comparaison, le nombre de paires de bases dans un génome humain est de 3x109. On peut imaginer des approches à différentes échelles faites de manière parallèle.

Notes et références

  1. ↑ J. G. White, E. Southgate, J. N. Thomson et S. Brenner, « The Structure of the Nervous System of the Nematode Caenorhabditis elegans », Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 314, no 1165,‎ , p. 1–340 (DOI 10.1098/rstb.1986.0056, Bibcode 1986RSPTB.314....1W)
  2. ↑ L. R. Varshney, B. L. Chen, E. Paniagua, D. H. Hall et D. B. Chklovskii, « Structural Properties of the Caenorhabditis elegans Neuronal Network », PLoS Computational Biology, vol. 7, no 2,‎ , e1001066 (PMID 21304930, PMCID 3033362, DOI 10.1371/journal.pcbi.1001066)
  3. ↑ « Wiring specificity in the direction-selectivity circuit of the retina. », Nature, vol. 471, no 7337,‎ 2011 mar 10, p. 183–8 (DOI 10.1038/nature09818, Bibcode 2011Natur.471..183B)
  4. ↑ Davi D. Bock et al., « Network anatomy and in vivo physiology of visual cortical neurons », Nature, vol. 471, no 7337,‎ , p. 177-182 (ISSN 0028-0836, PMID 21390124, DOI 10.1038/nature09802, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ Voir sur cette page : Open Connectome Project.

Voir aussi

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