Comment se déplacent les vertébrés
Le mouvement des vertébrés repose sur les cellules nerveuses ou les neurones qui se connectent les uns aux autres pour former des circuits complexes. Un de ces réseaux, appelé générateurs de rythmes moteurs (CPG, de l'anglais central pattern generator), est issu de la moelle épinière et contrôle les mouvements rythmiques. Par exemple, en causant la contraction et la relaxation alternées des muscles, les CPG permettent aux larves de poisson zébre de nager. Sur la base d'une recherche précédente, l'initiative OPTO-LOCO (Unraveling the circuits of locomotion with opto-genetic manipulation of neuronal activity in awake behaving animals), financée par l'UE, a étudié les circuits neuraux de la moelle épinière afin de mieux comprendre comment se déplacent les vertébrés. Les chercheurs se sont concentrés sur les cellules situées à l'interface entre la moelle épinière et le canal central, appelées neurones en contact avec le liquide céphalo-rachidien (CSF-cNs). Ils soupçonnaient la moelle épinière d'intégrer les informations sensorielles non seulement à partir du cerveau et du monde extérieur mais également depuis l'environnement interne du corps. Cette théorie a été développée à partir de l'observation du fait que le mouvement et la posture sont affectés par les états intérieurs du corps comme la pression du sang, le pH et la concentration en oxygène. Afin d'en révéler davantage sur ce que font les CDF-cNs, les scientifiques ont utilisé une technique appelée optogénétique, qui se sert de la lumière pour contrôler l'activité des neurones. En activant et en désactivant certains neurones, l'équipe a pu déterminer quel neurone doit être stimulé pour générer un mouvement particulier. Les scientifiques ont découvert que les mouvements comme la nage lente vers l'avant des larves de poisson zèbre sont contrôlés par les CSF-cNs associés aux CPG. La coordination du mouvement nécessitait des capteurs spéciaux appelés propriocepteurs, qui fournissent des informations sur la longueur et la tension du muscle afin de donner une sensation de la position d'un membre dans l'espace. Dans le cadre d'un développement passionnant, l'équipe a également confirmé que les CSF-cNs détectent le repliement de la colonne vertébrale et contrôlent la posture. En révélant une nouvelle voie sensorielle dans la moelle épinière, les résultats d'OPTO-LOCO pourraient contribuer à rétablir le fonctionnement des moelles épinières lésées.
Mots‑clés
Vertébrés, moelle épinière, générateurs de rythmes moteurs, OPTO-LOCO, neurones en contact avec le liquide céphalo-rachidien