Un nouvel outil révèle les cellules clés de l'horloge du cerveau ^{CEFR B2}

Les rythmes circadiens, qui déterminent nos moments d'éveil et de sommeil, sont orchestrés par le noyau suprachiasmatique (SCN), le pacemaker central du cerveau. Une équipe de Washington University in St. Louis a développé un outil computationnel, MITE (Mutual Information and Transfer Entropy), prononcé «mighty», pour reconstruire les communications entre cellules du SCN. Le travail, dirigé par Erik Herzog et KL Nikhil, a été publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

À partir d'enregistrements d'expression génique à résolution cellulaire sur plusieurs semaines, l'équipe a reconstruit plus de 25 millions de connexions entre plus de 8 000 cellules issues de 17 souris, avec une précision supérieure à 95 %. Les cartes montrent que, parmi les environ 20 000 neurones du SCN chez la souris, seule une petite fraction de cellules fortement connectées — les «hub» — est essentielle à la synchronisation. Les auteurs décrivent cinq types cellulaires fonctionnels, définis par l'étendue des connexions et par les partenaires de communication.

Parmi ces types, les hubs incluent un petit sous‑groupe de neurones exprimant VIP qui diffusent des signaux de synchronie; des cellules relais («bridge») transfèrent ces signaux; et des cellules puits («sink») reçoivent des signaux convergents et envoient probablement des informations temporelles au reste du corps. Dans des simulations informatiques, la suppression exclusive des neurones hub provoquait l'effondrement de la synchronie du réseau, renforçant leur rôle central. Les étapes suivantes consistent à préciser comment ces hubs exercent leur influence et à évaluer si des interventions ciblées peuvent ajuster le timing du SCN, ce qui pourrait aider les travailleurs postés, les personnes atteintes de trouble affectif saisonnier et d'autres sujets souffrant de problèmes circadiens.