Andrew Koob a obtenu son doctorat en neurosciences de l’Université Purdue en 2005 et a occupé des postes de recherche au Dartmouth College, à l’Université de Californie à San Diego et à l’Université de Munich, en Allemagne. Il est également l’auteur de La Racine de la pensée, qui explore le but et la fonction des cellules gliales, le type de cellules le plus abondant dans le cerveau., L’éditeur de Mind Matters, Jonah Lehrer, discute avec Koob des raisons pour lesquelles la glie a été négligée pendant des siècles et de la façon dont de nouvelles expériences avec des cellules gliales éclairent certains des aspects les plus mystérieux de l’esprit.
LEHRER: Votre nouveau livre, The Root of Thought, parle de la puissance des cellules gliales, qui constituent en fait près de 90% des cellules du cerveau. Que font les cellules gliales? Et pourquoi en avons-nous tant dans notre tête?
KOOB: À l’origine, les scientifiques ne pensaient rien faire., Jusqu’aux dernières années 20, les scientifiques du cerveau croyaient que les neurones communiquaient les uns aux autres, représentaient nos pensées, et que les gliales étaient un peu comme le stuc et le mortier tenant la maison ensemble. Ils étaient considérés comme de simples isolants pour la communication neuronale. Il ya quelques types de cellules gliales, mais récemment, les scientifiques ont commencé à se concentrer sur un type particulier de cellules gliales appelé le « d », comme ils sont abondants dans le cortex. Fait intéressant, au fur et à mesure que vous montez dans l’échelle évolutive, les astrocytes dans le cortex augmentent en taille et en nombre, les humains ayant le plus d’astrocytes et aussi le plus grand., Les scientifiques ont également découvert que les astrocytes communiquent avec eux-mêmes dans le cortex et sont également capables d’envoyer des informations aux neurones. Enfin, les astrocytes sont également la cellule souche adulte dans le cerveau et contrôlent le flux sanguin vers les régions de l’activité cérébrale. En raison de toutes ces propriétés importantes, et puisque le cortex est considéré comme responsable de la pensée supérieure, les scientifiques ont commencé à réaliser que les astrocytes doivent contribuer à la pensée.
LEHRER: Pourquoi glia a-t-elle été négligée pendant si longtemps?
KOOB: Pour comprendre cela, vous devez faire un tour de l’histoire de la science du cerveau., Glia étaient principalement une barre latérale pendant 200 ans dans la lutte pour l’idée du neurone. Quelques faits saillants ont été: À la fin du 18ème siècle, les scientifiques ont découvert les propriétés électriques du neurone dans la colonne vertébrale des grenouilles. Les neurones ont de longues attaches faciles à étudier appelées « axones » qui s’étendent du corps cellulaire du cerveau à la colonne vertébrale et de la colonne vertébrale aux membres et au corps. De même, les neurones des sens étaient liés aux neurones du cerveau. C’est là que la notion de neurones comme base de nos pensées a pris racine., Au milieu du 19ème siècle, les gliales venaient d’être découvertes, et les chercheurs ont pensé que les cellules gliales maintenaient simplement les neurones ensemble (glia est grec pour colle). Ce que je trouve hilarant, c’est que les scientifiques sont tombés sur une cellule très nombreuse dans le cerveau, un organe responsable de nos pensées et de notre personnalité, mais ils étaient tellement concentrés sur les neurones qu’ils ont conclu que la nouvelle cellule ne valait rien. À la fin du 19ème siècle, une méthode de coloration a été développée pour examiner les cellules plus efficacement dans le cerveau., Un brillant chercheur espagnol, Santiago Ramon y Cajal, s’est chargé d’étudier le cerveau du point de vue des neurones. Il a méticuleusement tracé un schéma pour la façon dont ils traitent l « information et sont connectés, qui a conduit à » La Doctrine des neurones. »(« La doctrine des neurones » est une croyance que les neurones sont responsables de nos pensées.) Cependant, Cajal semblait incommodé par les cellules gliales. Ils étaient très nombreux et traînaient évidemment partout dans le cortex., Pendant ce temps, son frère Pedro, qui était également un scientifique, a développé la théorie selon laquelle les cellules gliales étaient des « cellules de soutien » qui isolaient les propriétés électriques des neurones. Cajal a décidé de soutenir la théorie de son frère. Et depuis 1906, quand il a remporté le prix nobel, c’est le dogme.
LEHRER: Pourriez-vous décrire certaines des premières expériences qui ont conduit les scientifiques à reconsidérer le rôle des cellules gliales?
KOOB: Les expériences gliales n’ont pas commencé avant les années 1960. Tout ce que les scientifiques savaient sur la glie était que si vous mettez des neurones dans une boîte de pétri, vous deviez avoir une glie, ou les neurones mourraient. Puis, Stephen W., Kuffler à Harvard, pour des raisons inconnues, a décidé de tester la théorie acceptée de Pedro de l’isolation. C’est à peu près au même moment que le nombre de cellules dans le cerveau a révélé que les cellules gliales représentaient près de 90% du cerveau (c’est de là que vient l’idée basée sur les neurones selon laquelle nous n’utilisons que 10% de notre cerveau). Kuffler est remarquable parce qu’il a ironiquement créé le département de biologie « neuro » de Harvard alors qu’il effectuait ces expériences gliales révolutionnaires. Quoi qu’il en soit, Kuffler a pris des astrocytes de la sangsue et du chiot de boue et a ajouté du potassium, quelque chose qui est connu pour sortir des neurones après leur stimulation., Il pensait que cela confirmerait la théorie de Pedro selon laquelle les cellules gliales étaient des isolants. Ce qu’il a trouvé à la place, c’est que le potentiel électrique des cellules gliales répondait au potassium. Kuffler et ses collègues ont constaté que les astrocytes présentaient un potentiel électrique, tout comme les neurones. Ils ont également découvert chez la grenouille et la sangsue que les astrocytes étaient influencés par l’échange d’ions neuronaux, un processus longtemps considéré comme la contrepartie chimique de la pensée., Depuis lors, de nombreux chercheurs ont réalisé des expériences sur la capacité de communication des cellules gliales avec les neurones, y compris à la fin des années 80 et au début des années 90, lorsqu’il a été découvert que les cellules gliales répondent et libèrent des émetteurs « neuro ».
LEHRER: Pourquoi les ondes calciques sont-elles importantes?
KOOB: En bref, les ondes de calcium sont la façon dont les astrocytes communiquent à eux-mêmes. Les astrocytes ont des centaines de « pieds d’extrémité » qui s’étendent de leur corps. Ils ressemblent à des mini-pieuvres, et ils lient ces pieds d’extrémité avec des vaisseaux sanguins, d’autres astrocytes et des synapses neuronales., Le calcium est libéré des réserves internes dans les astrocytes lorsqu’ils sont stimulés, puis le calcium se déplace à travers leurs pieds d’extrémité vers d’autres astrocytes. Le terme « ondes calciques » décrit la libération et l’échange de calcium entre les astrocytes et entre les astrocytes et les neurones. Des scientifiques de Yale, notamment Ann H. Cornell-Bell et Steven Finkbeiner, ont montré que les ondes calciques peuvent se propager du point de stimulation d’un astrocyte à tous les autres astrocytes dans une zone des centaines de fois la taille de l’astrocyte d’origine. En outre, les ondes calciques peuvent également provoquer le feu des neurones., Et les ondes de calcium dans le cortex conduisent les scientifiques à déduire que ce style de communication peut être propice au traitement de certaines pensées. Si cela n’est pas convaincant, il a été récemment montré qu’une molécule qui stimule les mêmes récepteurs que le THC peut déclencher la libération de calcium astrocytaire.
LEHRER: Vous suggérez que les gliales et leurs ondes calciques pourraient jouer un rôle dans la créativité. Pourriez-vous expliquer?
KOOB: Cette idée découle des rêves, de la privation sensorielle et du rêve de jour. Sans l’entrée de nos sens par les neurones, comment se fait-il que nous ayons des pensées aussi vives?, Comment est-il que lorsque nous sommes profondément dans la pensée, nous apparemment éteint tout dans l’environnement autour de nous? Dans cette théorie, les neurones sont liés à notre action musculaire et à nos sens externes. Nous savons que les astrocytes surveillent les neurones pour cette information. De même, ils peuvent induire les neurones à tirer. Par conséquent, les astrocytes modulent le comportement des neurones. Cela pourrait signifier que les ondes de calcium dans les astrocytes sont notre esprit de réflexion. L’activité neuronale sans traitement des astrocytes est un réflexe simple; tout ce qui est plus compliqué peut nécessiter un traitement des astrocytes., Le fait que les humains aient les astrocytes les plus abondants et les plus grands de tous les animaux et que nous soyons capables de créativité et d’imagination prête également foi à cette spéculation.
Le calcium est également libéré de manière aléatoire et sans stimulation par les réserves internes des astrocytes dans de petites rafales appelées « bouffées ». »Ces bouffées aléatoires peuvent conduire à des vagues. Il est possible que les pensées apparemment aléatoires pendant les rêves et l’expérience de privation sensorielle puissent être des bouffées de calcium devenant des ondes dans nos astrocytes., Fondamentalement, il est évident que les astrocytes sont impliqués dans le traitement du cerveau dans le cortex, mais les principales questions sont, nos pensées et notre imagination proviennent-elles d’astrocytes travaillant avec des neurones, ou nos pensées et notre imagination sont-elles uniquement le domaine des astrocytes? Peut-être que le rôle des neurones est de soutenir les astrocytes.