Grâce à des algorithmes de Google, des chercheurs sont parvenus à réaliser une cartographie en 3D de 20 millions de connexions provenant de 25 000 neurones du cerveau de la mouche du vinaigre.

En juillet 2019, des chercheurs de l’École de médecine Albert Einstein de New-York étaient parvenus à cartographier l’ensemble des connexions neuronales (ou « connectome ») du cerveau du minuscule ver rond, C. elegans. Cette carte – la première d’un cerveau complet – recensait plus de 7 000 connexions entre neurones. Aujourd’hui, des chercheurs du laboratoire de recherche Janelia de l’Institut médical Howard Hughes aux États-Unis sont passés à un niveau largement supérieur. Grâce à l’expertise informatique d’une équipe de Google, ils sont parvenus à réaliser une cartographie 3D extrêmement précise de 20 millions de connexions synaptiques, reliant plus de 25 000 neurones du cerveau de la mouche du vinaigre, ou Drosophilae melanogaster. Cette nouvelle cartographie cérébrale est la plus large jamais réalisée dans le monde animal. Néanmoins, elle ne concerne qu’environ un tiers du système nerveux central de la mouche en question et plus exactement les régions responsables du déplacement, des perceptions visuelle et auditive et de l’apprentissage.



« Cette reconstruction est une merveille technique », admet un neuroscientifique britannique, Mark Humphries, interrogé par The Verge. Cette réalisation inédite est la fusion de deux méthodes de travail : manuelle et automatique. Les chercheurs ont d’abord effectué de nombreuses coupes micro-fines (de 20 microns, soit un tiers de l’épaisseur d’un cheveu humain) de cerveaux de drosophiles. Suite à une observation au microscope électronique de chacune d’entre elles, ils les ont traduites en images lisibles sur ordinateur : en tout 50 000 milliards de pixels en trois dimensions. Pour traiter cette masse d’images et former un puzzle cohérent, ils ont ensuite fait appel à l’expertise algorithmique des ingénieurs de Google. Cependant, pour vérifier que les algorithmes de Google avaient correctement reconstruit la carte neuronale – le fameux connectome – de la mouche, ils se sont forcés à vérifier manuellement chaque image produite. Il leur a fallu plus de deux ans et demi pour valider la cartographie 3D visible aujourd’hui (ci-dessus). Cette réalisation spectaculaire n’est cependant pas prête d’être déclinée sur l’être humain. Le cerveau complet de la mouche du vinaigre compte plus de 100 000 neurones tandis que le cerveau humain en compte au moins 86 milliards.