neuroscience

On sait enfin pourquoi le cerveau consomme autant d'énergie

La faute a des petites pompes "cachées". 

Les scientifiques le savent: le cerveau humain est une véritable machine insatiable en énergie. Au total, il en engloutit jusqu'à 10 fois plus que le reste du corps. Et même lorsque nous nous reposons, 20% de notre consommation de carburant est directement utilisé pour son fonctionnement. Un phénomène inexpliqué sur lequel nombre de scientifiques se sont cassés les dents. Jusqu'à aujourd'hui.

Publiée dans la revue Science Advances, une nouvelle étude explique l'origine du processus. Un processus qui se déroule dans ce que l'on appelle les vésicules synaptiques.

Entre deux neurones se trouve une synapse, zone qui assure la transmission des informations entre ces deux cellules nerveuses. Quand un signal est envoyé d'un neurone à un autre, un groupe de vésicules aspire les neurotransmetteurs à l'intérieur du premier neurone, au bout de sa queue. Le message est ainsi bien enveloppé, comme une lettre prête à être postée.

L'information est ensuite amenée jusqu'au bord du neurone, où elles fusionne avec la membrane, avant de relâcher les neurotransmetteurs dans la fameuse synapse. Dans cette zone, les neurotransmetteurs finissent leur course en entrant en contact avec les récepteurs du deuxième neurone. Et hop! Le message est passé.

Facile direz-vous. Certes, mais tout ceci nécessite beaucoup d'énergie cérébrale, ont découvert les scientifiques. Et ce, que le cerveau soit pleinement actif ou non.

En effectuant plusieurs expériences sur les terminaisons nerveuses, les membres de l'étude ont observé le comportement de la synapse lorsqu'elle est active ou non. Résultat: même quand les terminaisons nerveuses ne sont pas stimulées, les vésicules synaptiques, elles, ont toujours besoin de carburant. La faute à une sorte de petite pompe "cachée" qui est notamment en charge de pousser les protons hors de la vésicule. Chargée de pousser les protons hors de la vésicule et d'aspirer ainsi les neurotransmetteurs elle ne semble jamais se reposer et a donc besoin d'un flux constant d'énergie. En fait, cette pompe "cachée" est responsable de la moitié de la consommation métabolique de la synapse au repos.

Selon les chercheurs, cela s'explique par le fait que cette pompe a tendance à avoir des fuites. Ainsi, les vésicules synaptiques déversent constamment des protons via leurs pompes, même si elles sont déjà pleines de neurotransmetteurs et si le neurone est inactif.

Étant donné le grand nombre de synapses dans le cerveau humain et la présence de centaines de vésicules synaptiques à chacune de ces terminaisons nerveuses, ce coût métabolique caché, qui consiste à conserver les synapses dans un état de "disponibilité", se fait au prix d'une importante dépense d'énergie présynaptique et de carburant, ce qui contribue probablement de manière significative aux exigences métaboliques du cerveau et à sa vulnérabilité métabolique", concluent les auteurs.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment les différents types de neurones peuvent être affectés par des charges métaboliques aussi élevées, car ils ne réagissent pas tous de la même manière.

Certains neurones du cerveau, par exemple, peuvent être plus vulnérables à la perte d'énergie, et comprendre pourquoi pourrait nous permettre de préserver ces messagers, même lorsqu'ils sont privés d'oxygène ou de sucre.

"Ces résultats nous aident à mieux comprendre pourquoi le cerveau humain est si vulnérable à l'interruption ou à l'affaiblissement de son approvisionnement en carburant", explique le biochimiste Timothy Ryan, de la clinique Weill Cornell Medicine à New York.

"Si nous avions un moyen de diminuer en toute sécurité cette fuite d'énergie et donc de ralentir le métabolisme cérébral, cela pourrait avoir un impact clinique très important." 

Auteur: Internet

Info: Science Advances, 3 déc 2021

[ cervelle énergivore ]

terreur

Quand le rêve commence, le monde est déjà sans dessus dessous et je sais que je suis folle. Les éléments du monde sont encore là, mais leur agencement est épouvantable, du jamais-vu. Des voitures dégoulinantes de peinture circulent en tous sens, des gens surgissent, masques grimaçants, qui en approchant tombent à la renverse ; ce sont des mannequins de paille, des gerbes de fil de fer, des personnages en carton-pâte, et dans ce monde qui n'en est pas un, je continue d'avancer les poings serrés, les bras tendus pour repousser ces objets, ces machines qui me heurtent avant de partir en fumée ; quand la peur m'empêche d'avancer je ferme les yeux, mais les peintures éclatantes, rutilantes, effrénées tâchent mon visage et mes pieds nus, je rouvre les yeux pour m'orienter, trouver l'issue puis je m'envole, car mes doigts et mes orteils sont devenus de légers ballons bleu ciel qui m'emportent vers des hauteurs jamais atteintes, tout empire, ils éclatent et je tombe, tombe et me relève, mes orteils ont noirci et je ne peux plus avancer.

Sire !

Mon père surgit des lourdes traînées de peinture et persifle : continue, continue donc ! Je tiens ma main devant ma bouche, toutes mes dents sont tombées, elles gisent à mes pieds, infranchissable bloc de marbre arrondis.

Moi qui ne peux rien dire, car je dois m'éloigner de mon père et franchir ce mur de marbre, je lance tout de même dans une autre langue : Ne ! Ne ! Et dans toute sorte de langues : No ! No ! Non ! Non ! Niet ! Niet ! No ! Ném ! Ném ! Nein ! Car même dans l'autre langue, je ne peux plus dire que non, je ne trouve pas d'autres mots dans quelque langue que ce soit. Une carcasse roulante m'arrive dessus, peut-être la grande roue dont les nacelles déversent des excréments, et je dis :Ne ! Ném ! Mais pour que je cesse de crier non, mon père me passe sur les yeux ses doigts courts, durs et solides, même si je suis devenue aveugle, il me faut continuer ma route. C'est insupportable. Je souris donc car mon père tente d'attraper ma langue et de me l'arracher pour que personne ici ne m'entende dire non, or personne ne m'entend, mais avant qu'il ne m'arrache la langue, l'atroce se produit, une immense tache bleue m'entre dans la bouche pour m'empêcher de produire le moindre son. Mon bleu, mon merveilleux bleu où les paons se promènent, et mon bleu des lointains, mon hasard bleu à l'horizon ! Le bleu s'enfonce encore plus en moi, dans ma gorge mon père l'aide à avancer, il m'arrache le cœur et les entrailles mais je peux encore marcher, j'atteins les premières neiges à demi fondues avant d'en venir aux neiges éternelles, et en moi résonnent ces mots : n'y a t-il donc personne, n'y a-t-il plus personne dans le monde entier ? N'y a-t-il plus personne parmi ses frères, l'homme ne veut-il donc plus rien parmi ses frères ? Ce qui reste de moi se fige dans la glace, n'est qu'un amas et je lève les yeux vers le monde chaleureux ou vivent les autres où vivent les autres, et le grand Siegfried m'appelle, d'abord tout bas puis à voix haute, j'entends avec impatience sa voix : que cherches-tu ? Quelle sorte de livres cherches-tu ? Je suis sans voix. Que veut le grand Siegfried ? D'en haut, il crie de plus en plus distinctement : quel genre de livre sera le tien ?

Soudain, à l'extrémité du pôle sans retour, je parviens à crier : un livre sur l'enfer. Un livre sur l'enfer !

La glace se casse, je m'enfonce sous le pôle, à l'intérieur de la terre. Je suis en enfer. Les minces flammes jaunes se tordent, j'ai des boucles de feu jusqu'aux pieds, je crache du feu, j'avale du feu

Délivrez-moi ! Délivrez-moi de cette heure ! J'ai ma voix d'écolière, mais je pense avec une grande lucidité, en toute conscience, à la gravité de la situation, et me laisse tomber sur le sol fumant, toute à mes pensées, couchée sur le sol je me dis que je dois encore appeler à pleine voix les gens qui pourraient me sauver. J'appellerai ma mère, ma sœur Eléonore en respectant bien l'ordre, donc d'abord ma mère en lui donnant le petit nom affectueux de mon enfance, puis ma sœur, puis... (à mon réveil je m'aperçois subitement que je n'ai pas appelé mon père). Je rassemble mes forces, moi qui suis passée de la glace au feu où je péris, le crâne en fusion, sachant que mon appel doit se faire dans l'ordre hiérarchique, car la succession est le contre-charme.

C'est la fin du monde, une chute catastrophique dans le néant, le monde où je suis folle s'est terminé, je porte la main à ma tête, comme bien souvent, et prends peur : sur mon crâne rasé il y a de petites plaques de métal ? Étonnée je regarde autour de moi où sont assis quelques médecins en blouse blanche, l'air aimable. D'un commun accord, ils affirment que je suis sauvée, qu'on peut même m'enlever mes petites plaques et que mes cheveux repousseront. Ils m'ont fait un électrochoc. Je demande, vu que mon père ne paye pas : dois-je payer tout de suite ? Ces messieurs restent aimables, cela peut attendre. L'essentiel est que vous soyez sauvée. Je retombe, me réveille une seconde fois, moi qui n'étais jamais retombée du lit ; il n'y a pas de médecins, mes cheveux ont repoussé, Malina me relève et me remet au lit.

Auteur: Bachmann Ingeborg

Info: Malina (1971, 288 p.)

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