Les scientifiques ont longtemps considéré le cerveau comme un organe unique. Pourtant, de nouvelles recherches ont révélé qu'il serait en réalité composé de deux organes disctincts: le cerveau antérieur et le cerveau postérieur.

Cette caractéristique serait même commune à de nombreuses espèces. On la retrouve chez la souris ou le poulet, voire même chez certains animaux marins. Le cerveau est ainsi composé de deux populations de cellules distinctes, qui se séparent au début du développement embryonnaire, explique Popular Mechanics.

Pour obtenir leurs résultats, les neuroscientifiques ont envisagé notre centre de commande comme un assemblage. Ils ont découvert que les parties antérieure et postérieure n'étaient pas constituées du même tissu. Rayyan Jokhai et Carolyn Dundes, chercheurs à l'université Stanford, aux États-Unis, se sont intéressés à la matière grise des souris. Dans l'embryon, les cellules cérébrales se divisent en deux groupes au bout de quelques jours seulement.

«Nous émettons l'hypothèse que le cerveau est un organe composite issu de deux progéniteurs à lignée restreinte. Ces deux progéniteurs pourraient être conservés sur le plan évolutif depuis 550 millions d'années, des hémichordés jusqu'aux mammifères», écrivent les deux spécialistes dans une étude publiée ce mois-ci dans Nature Neuroscience.

Les cellules se différencient dès le stade embryonnaire

Lors d'une étape précoce du développement embryonnaire, appelée gastrulation, les cellules épithéliales se réorganisent et donnent naissance aux différents tissus du corps. L'une des couches de cellules, appelée ectoderme, forme la peau et le système nerveux –et donc le cerveau et la moelle épinière. Les neuroscientifiques savent depuis longtemps que ce tissu se présente sous deux formes: antérieure et postérieure.

Mais aujourd'hui, les chercheurs ont montré que la différence entre les deux semble bien plus importante qu'estimée précédemment. La chromatine de chaque domaine –soit la forme sous laquelle se présente l'ADN dans le noyau d'une cellule– est formatée de manière à ne laisser qu'une possibilité: les cellules antérieures forment le prosencéphale, les postérieures le rhombencéphale.

Jusqu'alors, personne n'était parvenu à cultiver ces cellules. C'est désormais chose faite pour les scientifiques de Stanford. Ils ont également identifié des gènes spécifiques à chacun des progéniteurs. Les cellules à l'origine de l'ectoderme antérieur activent le gène Otx2. Elles constitueront le cerveau antérieur, responsable de la pensée, de la mémoire, de l'apprentissage, des émotions et du traitement des informations sensorielles. Les cellules à l'origine de l'ectoderme postérieur expriment un gène différent, le Gbx2. Elles forment ainsi le rhombencéphale, qui régule des fonctions vitales comme la respiration, le rythme cardiaque, la pression artérielle, le sommeil et la conscience.

Cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles pistes pour traiter des maladies actuellement incurables comme l'amyotrophie spinale (SMA) et la sclérose latérale amyotrophique (SLA ou maladie de Charcot). «Nous concluons que la notion émergente de deux progéniteurs cérébraux parallèles a de nombreuses implications pour le développement, la différenciation et l'évolution», résument les chercheurs.