Comprendre le fonctionnement du cerveau est l'un des horizons de la science. L'enjeu est d'identifier comment les informations de l'environnement (une odeur, une image...) sont perçues, circulent dans les circuits de neurones et engendrent des comportements, des émotions, et la pensée. Cette dissection structurelle et fonctionnelle du cerveau s'apparente au décodage du fonctionnement du circuit électronique d'un ordinateur. Vaste tâche, dont la complexité augmente de manière exponentielle avec le nombre de neurones.
Le cerveau humain, avec ses 100 milliards de neurones, est à ce titre un extrême, dont l'étude expérimentale est en outre limitée. Même avec des animaux de laboratoire pourvus de moins de neurones et mieux adaptés aux approches expérimentales, le projet reste dantesque. Pratiquement, aucun laboratoire public au monde n'a les ressources pour aborder seul cette question, tant les moyens logistiques et financiers requis, sur un temps long, et sans espoir de résultats rapides, sont importants.
Pour répondre au défi posé par le cerveau humain, l'Union européenne vient de lancer le Human Brain Project (HBP). D'un montant prévu d'un milliard d'euros, celui-ci financera, sur dix ans, des collaborations entre 120 laboratoires, dans une vingtaine de pays.
Le but est de constituer un modèle global du cerveau humain, et de descendre progressivement vers les niveaux d'organisation inférieurs (les circuits, puis les neurones et enfin les molécules) pour explorer leurs rôles. La crainte, avec une telle approche, c'est que le modèle soit aussi complexe à comprendre que l'original !
ABSENCE DE CONTRAINTES FINANCIÈRES
De son côté, le Howard Hughes Medical Institute, fondation américaine privée à but non lucratif, s'est également lancé, il y a sept ans, dans la course à la compréhension du cerveau en construisant, près de Washington, le Janelia Farm Research Campus. Véritable monastère scientifique, ce centre regroupe de petites équipes de recherche qui travaillent en osmose technique et intellectuelle à la cartographie de l'ensemble des connexions neurales. Les chercheurs veulent manipuler et mesurer l'activité de tous les neurones, idéalement un par un. Non pas chez l'humain, jugé trop complexe, mais chez des organismes modèles plus simples, essentiellement la souris et la drosophile. Cette approche de bas en haut (des neurones au cerveau entier), sur des animaux manipulables expérimentalement, est complémentaire à celle du HBP.
Au-delà des objectifs scientifiques, tout est fait à Janelia Farm pour favoriser les collaborations entre chercheurs : les projets y sont largement interdisciplinaires, et la configuration ouverte des lieux est propice aux interactions informelles, véritable terreau de la science. Enfin, les chercheurs sont largement dédouanés des contraintes financières et temporelles propres aux systèmes universitaires traditionnels. Ils explorent à leur gré de nouvelles solutions techniques, et produisent des ressources et des connaissances fondamentales qui serviront à toute la communauté scientifique.
Ces initiatives ambitieuses atteindront-elles leur objectif ? Il est trop tôt pour le dire. Néanmoins, la perspective d'une image intégrée du fonctionnement du cerveau se dégage peu à peu.
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