Romain
Développé par une équipe internationale de chercheurs, il permet d’étudier le fonctionnement du cerveau de l’abeille, y compris le traitement de la réponse olfactive et des informations sur le comportement social.
Une équipe de recherche internationale, qui a également impliqué des chercheurs de l’Université Heinrich Heine de Düsseldorf, en Allemagne, a mis au point une nouvelle technique qui permet d’observer la façon dont les abeilles pensent, ou plutôt d’étudier le fonctionnement du cerveau de ces insectes extraordinaires. Capables de comportements sociaux complexes, les abeilles effectuent des tâches sophistiquées en utilisant leurs capacités d’orientation, de communication, d’apprentissage et de mémoire, ce qui les rend particulièrement attrayantes pour étudier le traitement et l’activité neuronaux.
Les abeilles comme modèle de recherche
Les insectes, en général, sont des organismes importants pour la recherche car, malgré 600 millions d’années d’évolution indépendante, ils partagent plus de 60 % de leur ADN avec les humains. Depuis plusieurs décennies, la mouche des fruits (Drosophila melanogaster) est l’organisme modèle par excellence, grâce à son génome qui a permis d’étudier la grande majorité des processus biologiques connus aujourd’hui. Plus récemment, ces recherches se sont étendues à d’autres insectes, avec des résultats particulièrement prometteurs obtenus avec les abeilles mellifères, qui sont devenues un modèle utile pour la recherche sur les capacités cognitives des insectes d’ordre supérieur.
Cependant, jusqu’à présent, la compréhension de la base neurale des comportements complexes chez les abeilles mellifères était limitée par le manque d’outils permettant de mesurer l’activité neuronale dans différentes régions du cerveau, mais une approche neurogénétique innovante semble enfin permettre de telles études.
Comment fonctionne le cerveau de l’abeille
Dans ce contexte, une équipe internationale de chercheurs impliquant des chercheurs des universités de Düsseldorf, Francfort-sur-le-Main, Paris-Saclay et Trente a développé une nouvelle technique qui permet l’observation directe du cerveau des abeilles. Décrite dans un article qui vient d’être publié dans la revue scientifique Plos Biology, elle repose sur un capteur de calcium génétiquement codé dans les neurones, qui amène les cellules cérébrales de l’abeille « à produire une protéine fluorescente qui permet de surveiller les zones qui s’activent en réponse à des stimuli environnementaux ». ” explique le Dr Albrecht Haase, co-auteur de l’étude et professeur de neurophysique à l’Université de Trente. En d’autres termes, la protéine fluorescente « fonctionne comme une sorte de capteur, car l’intensité de la lumière émise varie en fonction de l’activité neuronale ».
Sa réalisation, disent les chercheurs, était assez difficile, car elle nécessitait la manipulation de l’ADN des reines des abeilles. « Contrairement aux mouches des fruits, la reine des abeilles ne peut pas être maintenue facilement en laboratoire, car chacune a besoin de sa propre colonie », explique le professeur Martin Beye de l’université Heinrich Heine de Düsseldorf. Le travail a commencé par l’inoculation d’une séquence génétique spécifique dans plus de 4 000 œufs d’abeilles, suivi d’un long processus d’élevage, de tests et de sélection qui a finalement abouti à sept reines porteuses du capteur génétique et capables de transmettre le gène à certains spécimens nés après leur reproduction.
Le capteur a ensuite été utilisé pour étudier l’odorat des abeilles et comment la perception des odeurs est encodée dans les neurones. « Les insectes – soulignent le premier auteur de l’étude, le Dr Julie Carcaud de l’Université Paris-Saclay et le professeur Jean-Christophe Sandoz, directeur de recherche au CNRS à Paris – ont été stimulés par diverses odeurs et observés au microscope. haute résolution. Cela a permis de détecter quelles cellules cérébrales sont activées par ces odeurs et comment cette information est distribuée dans le cerveau. »
Dans l’ensemble, les enregistrements représentaient la première utilisation d’un outil neurogénétique pour étudier l’activité neuronale dans différentes régions du cerveau et seront utiles pour évaluer la base neuronale des modalités olfactives et autres modalités sensorielles, ainsi que les comportements sociaux et les compétences cognitives. « Pour la première fois, nous avons pu observer l’activation simultanée des trois principales structures cérébrales impliquées dans l’odeur des insectes – concluent les chercheurs -. C’est la première et importante étape vers la compréhension des circuits cérébraux responsables des comportements sociaux sophistiqués et de leurs capacités cognitives. »
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