L'« interrupteur » des neurones, pour lequel trois scientifiques ont reçu le prix Nobel de médecine, et qui contribue à percer les mystères du cerveau

Le prix Nobel de médecine a été décerné ce lundi au psychiatre et neurologue américain Karl Deisseroth et à ses collègues allemands Peter Hegemann et Georg Nagel pour leurs travaux dans le domaine de l'optogénétique.

Cette discipline aide les scientifiques à comprendre comment des types cellulaires spécifiques contribuent à des comportements tels que l'apprentissage, la peur, la dépendance et le mouvement.

À l'avenir, cela pourrait mener à des traitements pour les troubles neurologiques et sensoriels tels que la maladie de Parkinson et l'épilepsie.

« Grâce à l'optogénétique, les chercheurs ont pu révéler les circuits neuronaux qui régissent des souvenirs, des émotions et des comportements spécifiques liés aux troubles neurologiques et psychiatriques », a déclaré l'Assemblée Nobel dans un communiqué.

En médecine clinique, ses applications sont déjà explorées pour restaurer la vision des personnes souffrant de déficience visuelle.

Selon l'organisation Nobel, Peter Hegemann et Georg Nagel ont découvert une protéine appelée channelrhodopsine dans une algue unicellulaire.

Plus tard, Karl Deisseroth l'a transformé en un interrupteur activé par la lumière capable de contrôler les neurones, « une percée qui a jeté les bases d'une nouvelle ère en neurosciences ».

Mais qu'est-ce que cet interrupteur exactement, et pourquoi a-t-il été si important pour comprendre le fonctionnement du cerveau ?

Les algues

La channelrhodopsine, située à la surface d'une algue unicellulaire capable de se déplacer vers la lumière, a été découverte par Hegemann et Nagel en 2000.

Lorsqu'elle reçoit de la lumière bleue, cette protéine ouvre un canal qui permet le passage des ions et génère une impulsion électrique.

Les chercheurs ont découvert que, lorsqu'elles étaient introduites dans d'autres types de cellules, celles-ci acquéraient la capacité de réagir aux stimuli lumineux.

Deisseroth a ensuite transformé la channelrhodopsine en un interrupteur photosensible pour les cellules nerveuses. Il l'a introduite dans des neurones spécifiques du cerveau de souris, puis a utilisé un faisceau bleu pour les activer ou les désactiver.

Cette méthode a permis d'identifier les circuits liés aux souvenirs et aux comportements, et même de les modifier.

Grâce à cette avancée, il est désormais possible, par exemple, d'effacer ou de récupérer des souvenirs chez la souris en utilisant uniquement des stimuli lumineux.

Tout ceci relève de l'optogénétique, une discipline qui permet une intervention beaucoup plus précise. Grâce à elle, les scientifiques peuvent stimuler des groupes de neurones très spécifiques et ce, très rapidement, à la même échelle de temps que celle à laquelle ces cellules communiquent entre elles.

Cette précision a ouvert une nouvelle voie pour l'étude de phénomènes complexes tels que la mémoire et la dépendance, ainsi que de maladies comme la maladie de Parkinson ou la dépression.

« Grâce à la lumière, les chercheurs sont désormais capables d'activer ou de désactiver des circuits neuronaux spécifiques dans le cerveau. Ils peuvent raviver des souvenirs, générer des sensations, influencer le comportement et étudier les types de neurones impliqués dans divers troubles psychiatriques et neurologiques », a commenté le Comité Nobel.

Cela apporte également des informations importantes sur la façon dont le système nerveux interagit avec les cellules d'autres parties du corps, comme le cœur et les intestins, a ajouté le comité.

Essais cliniques sur l'humain

Le comité a expliqué que les chercheurs ont également franchi « les premières étapes » vers l'utilisation de l'optogénétique comme traitement médical.

Dans le cadre d'essais cliniques en cours, des scientifiques s'efforcent de redonner la vue aux personnes qui l'ont perdue à cause de la rétinite pigmentaire, une maladie qui détruit les cônes et les bâtonnets de l'œil.

En introduisant une protéine spéciale dans la zone endommagée de l'œil, certains patients ont partiellement recouvré la vue grâce à des lunettes émettant une lumière qui active des protéines thérapeutiques dérivées d'algues.

Physique et chimie

Les trois chercheurs se partageront un prix de 12 millions de couronnes suédoises, soit l'équivalent de 1,192 million de dollars américains.

Deisseroth travaille à l'université de Stanford en Californie, tandis que Hegemann est à l'université Humboldt de Berlin et Nagel à l'université de Würzburg en Allemagne.

Les lauréats ont déclaré que recevoir ce prix avait été « absolument merveilleux » et que c'était un honneur de le partager avec leurs amis.

En 2025, le prix Nobel de médecine a été décerné aux Américains Mary Brunkow et Fred Ramsdell et au Japonais Shimon Sakaguchi « pour leurs découvertes concernant la tolérance immunitaire périphérique ».

Les chercheurs ont identifié des lymphocytes T régulateurs, qui empêchent le système immunitaire d'attaquer les propres tissus de l'organisme.

Il s'agit du premier prix annoncé cette semaine. Les prix de physique seront décernés mardi et ceux de chimie mercredi.