Qu’est-ce qui différencie le cerveau humain de celui de tous les autres animaux ? y compris même nos parents primates les plus proches ? Dans une analyse des types de cellules dans le cortex préfrontal de quatre espèces de primates, les chercheurs de Yale ont identifié des espèces spécifiques – ; particulièrement spécifique à l’homme – ; caractéristiques, rapportent-ils le 25 août dans le journal La science.
Et ils ont découvert que ce qui nous rend humains peut aussi nous rendre sensibles aux maladies neuropsychiatriques.
Pour l’étude, les chercheurs ont examiné spécifiquement le cortex préfrontal dorsolatéral (dlPFC), une région du cerveau qui est unique aux primates et essentielle pour la cognition d’ordre supérieur. À l’aide d’une technique de séquençage d’ARN unicellulaire, ils ont profilé les niveaux d’expression des gènes dans des centaines de milliers de cellules prélevées dans le dlPFC d’humains adultes, de chimpanzés, de macaques et de singes marmousets.
« Aujourd’hui, nous considérons le cortex préfrontal dorsolatéral comme l’élément central de l’identité humaine, mais nous ne savons toujours pas ce qui le rend unique chez l’homme et nous distingue des autres espèces de primates. » a déclaré Nenad Sestan, professeur de neurosciences Harvey et Kate Cushing à Yale, professeur de médecine comparée, de génétique. et de la psychiatrie, et l’auteur principal principal de l’article. « Maintenant, nous avons plus d’indices. »
Pour répondre à cela, les chercheurs ont d’abord demandé s’il existait des types de cellules uniquement présentes chez l’homme ou d’autres espèces de primates non humains analysées. Après avoir regroupé des cellules avec des profils d’expression similaires, ils ont révélé 109 types de cellules de primates partagés, mais aussi cinq qui n’étaient pas communs à toutes les espèces. Celles-ci comprenaient un type de microglie, ou cellule immunitaire spécifique au cerveau, qui n’était présente que chez l’homme et un second type partagé uniquement par les humains et les chimpanzés.
Le type de microglie spécifique à l’homme existe tout au long du développement et de l’âge adulte, ont découvert les chercheurs, suggérant que les cellules jouent un rôle dans le maintien de l’entretien du cerveau plutôt que dans la lutte contre la maladie.
« Nous, les humains, vivons dans un environnement très différent avec un mode de vie unique par rapport aux autres espèces de primates; et les cellules gliales, y compris la microglie, sont très sensibles à ces différences », a déclaré Sestan. « Le type de microglie trouvé dans le cerveau humain pourrait représenter une réponse immunitaire à l’environnement. »
Une analyse de l’expression des gènes dans la microglie a révélé une autre surprise spécifique à l’homme – ; la présence du gène FOXP2. Cette découverte a suscité un grand intérêt car des variantes de FOXP2 ont été associées à la dyspraxie verbale, une condition dans laquelle les patients ont des difficultés à produire du langage ou de la parole. D’autres études ont également montré que FOXP2 est associé à d’autres maladies neuropsychiatriques, telles que l’autisme, la schizophrénie et l’épilepsie.
Sestan et ses collègues ont découvert que ce gène présente une expression spécifique aux primates dans un sous-ensemble de neurones excitateurs et une expression spécifique à l’homme dans la microglie.
FOXP2 a intrigué de nombreux scientifiques pendant des décennies, mais nous n’avions toujours aucune idée de ce qui le rend unique chez l’homme par rapport aux autres espèces de primates. Nous sommes extrêmement enthousiasmés par les découvertes de FOXP2 car elles ouvrent de nouvelles directions dans l’étude du langage et des maladies. »
Shaojie Ma, associé postdoctoral dans le laboratoire de Sestan et co-auteur principal
La recherche a été financée par les National Institutes of Health et le National Institute of Mental Health.
