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#Actualités du secteur
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La nouvelle étude met à jour le développement, origine évolutionnaire de cerveau vertébré
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Les chercheurs ont fait la première carte détaillée des régions en lesquelles le cerveau d'un le plus étroitement des organismes relatifs aux vertébrés est divisé, et lesquelles pourraient nous donner une idée comme de ce que notre ancêtre était.
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Une étude récemment éditée dans la biologie de PLOS fournit les informations qui changent sensiblement l'idée actuelle au sujet du processus de formation de cerveau dans les vertébrés et jettent une certaine lumière sur la façon dont elle pourrait avoir évolué.
Les résultats prouvent que l'interprétation a maintenu précédemment concernant les principales régions formées au début du développement vertébré de cerveau n'est pas correcte. Cette recherche a été menée conjointement par les chercheurs José Luis Ferran et Luis Puelles du département de l'anatomie humaine et du Psychobiology de l'UMU ; Manuel Irimia du centre pour le règlement Genomic (CRG), et Jordi García Fernández du département de la génétique de l'université de Barcelone.
Le cerveau d'un organisme invertébré, amphioxus (un chordate marin comme des poissons), dont l'endroit dans l'arbre évolutionnaire est très proche de l'origine des vertébrés, a été employé pour la recherche.
Utilisant les données obtenues, les chercheurs ont fait la première carte détaillée des régions en lesquelles le cerveau du ce des espèces, qui habite le fond de la mer et a une vie très simple, est divisé.
« Nous nous sommes mis à comprendre comme ce qu'était le cerveau de l'amphioxus de cephalocordate. C'est un organisme invertébré très simple, quoique se fermer très à nous en termes évolutionnaires, donc il nous donne quelques analyses quant comme à ce que nos ancêtres pourraient avoir été. Par conséquent, en comparant les territoires du cerveau vertébré moderne à celui de l'amphioxus, nous avons analysé ce qui pourraient nous être produits pour les mener pour se multiplier et comment une structure si complexe a été formé au cours de notre évolution, » avons expliqué le conférencier du département de l'anatomie humaine et du Psychobiology de l'université de Murcie (UMU) José Luis Ferrán, un des chercheurs.
« Dans cette étude, nous avions l'habitude le genoarchitecture en tant que notre cadre expérimental principal pour déterminer la régionalisation du tube neural d'amphioxus et pour la comparer à celle des vertébrés. Dans ce cadre, nous avons produit d'une carte moléculaire des modèles d'expression du gène dans l'amphioxus, dont les homologues sont connus pour être impliqués dans l'établissement et la régionalisation des cerveaux vertébrés, » explique Beatriz Albuixech-Crespo (département Genética, Microbiología y Estadística UB e IBUB), le premier auteur de l'article.
Un nouveau modèle qui démantèle beaucoup d'idées existantes
Ce travail prouve que le cerveau des vertébrés doit avoir formé au commencement de deux régions (antérieures et postérieures), et non trois (forebrain, midbrain et hindbrain), comme proposé par le modèle prosomeric actuel.
Aucun cortex cérébral ou région exclusive provoquant la formation du midbrain vertébré n'a été détecté dans l'amphioxi. Cependant, un territoire commun à l'intérieur du forebrain a été trouvé, qu'ils ont nommé les dixièmes de dollar (dont primordium de Di-Mesencephalic), le midbrain et d'autres structures importantes du forebrain classique dériveraient. Le territoire de dixièmes de dollar a rapporté trois régions importantes du cerveau vertébré qui sont employées pour traiter l'information sensorielle.
« Les trois régions cérébrales vertébrées de classique (thalamus, pretectum et midbrain) auraient émergé evolutionarily par l'action des centres de signalisation moléculaires qui mènent à l'expansion et à la division d'une partie comme des dixièmes de dollar, » a dit Manuel Irimia du centre pour le règlement Genomic (CRG) de Barcelone, un des principaux investigateurs de l'étude. Ceci explique que si la fonction de ces centres de signalisation, appelée les organisateurs secondaires, est éliminée dans les vertébrés là reste un territoire simple semblable à celui observé dans l'amphioxi.
L'étude de la formation de ces trois parts importantes du cerveau, que les vertébrés emploient pour traiter l'information visuelle, auditive ou propioceptive (sur la position et le mouvement des parties du corps), est utile en comprenant comment le cerveau s'est adapté à l'environnement et est capable de l'information de traitement autour de elle.
L'idée que ces régions ont été formées indépendamment et que chacun d'eux a provoqué d'autres régions a été prouvée d'être erronée. « Le cerveau n'a pas évolué en isolation, mais plutôt par l'interaction de ces animaux primitifs avec l'environnement, » a clarifié le conférencier de l'UMU.
En résumé, les deux cerveaux, amphioxus et vertébré, sont divisés en deux régions principales : antérieur et postérieur. Dans l'amphioxus, les fentes antérieures de région dans deux domaines, tandis que dans les vertébrés il est divisé en beaucoup plus de parties, y compris les trois régions mentionnées ci-dessus qui, conjointement, correspondraient à une des parties de l'amphioxus.
Connaître l'histoire vraie de la formation du cerveau et de la composition de ses structures pourrait avoir un impact à long terme important, puisqu'elle pourrait « aider à expliquer pourquoi la composition et la fonction d'une région sont changées. Par exemple, elle pourrait nous mener à une meilleure compréhension des maladies liées au cerveau et pourquoi quelques régions sont affectées conjointement et d'autres ne sont pas, » a conclu le chercheur de CRG.
La structure du cerveau est les résultats d'un processus évolutif
L'esprit humain a subi un processus évolutif qui a commencé il y a environ 500 millions d'ans chez les animaux marins qui ont vécu submergé dans le sable et qui ont mené à son premier plan de construction de système nerveux central. Ce système a été progressivement modifié et est partagé par tous les vertébrés modernes.
L'étude des réseaux génétiques qui ont donné une identité aux différentes régions de cerveau joue une fonction clé dans notre compréhension de la façon dont ils ont évolué. Pour cette raison, le genoarchitecture est un outil puissant pour décrire les régions du système nerveux, des cellules et leurs structures, permettant pour déterminer quels gènes sont en activité dans chaque territoire ou région pendant le développement et pour caractériser les limites entre elles, aussi bien que pour définir, avec la plus grande précision, combien de différents composants proviennent de chaque région. Il est donc utile en nous aidant à reconnaître, en détail, comment l'esprit humain ressemble à cela d'un autre vertébré.