Nous l’avons toujours entendu dire : les neurones de notre cerveau sont en nombre limité, ils ne se renouvellent pas, et à partir de l’âge adulte nous en perdons chaque jour, irrémédiablement, des quantités. Nous croyons encore presque tous qu’il en est ainsi, car tel fut, durant des décennies, le dogme scientifique. Aujourd’hui, voilà une connaissance périmée.
On sait à présent que nos neurones peuvent se régénérer – et que de nouveaux peuvent constamment apparaître. Cette découverte […] ouvre des perspectives thérapeutiques étonnantes. A 48 ans, son auteur, Pierre-Marie Lledo, est sans nul doute l’un des plus brillants chercheurs de sa génération.
Grand Prix de l’Académie de médecine en 2006, Grand Prix de l’Académie des sciences en 2007, le neurobiologiste, qui enseigne aussi à Harvard, est directeur de recherches au CNRS. Il dirige l’unité Perception et Mémoire à l’Institut Pasteur, dont il est également vice-président du conseil scientifique et directeur de l’enseignement. C’est bien un homme submergé de charges, de projets et de rêves, carburant décisif selon lui, qui nous reçoit. Si nous souhaitons le rencontrer, c’est en raison de l’importance de ses différentes découvertes qui s’échelonnent depuis 2003. Leurs conséquences sur notre compréhension du fonctionnement du cerveau et de l’humain dans son environnement sont capitales. Découvrons, pas à pas et en termes simplifiés, les différentes étapes de ses recherches.
Tout commence par le nez. Chacun sait que la mémoire des odeurs est très particulière : un parfum, une senteur quelconque que nous n’avons pas respirés depuis l’enfance peuvent soudain nous frapper intensément, faire revenir des pans entiers de souvenirs perdus. Comment se maintient ce souvenir des odeurs ? Quelles sont les particularités des mécanismes neuronaux de l’odorat ? Voilà ce que le chercheur et son équipe ont voulu explorer : « […] Nous avons découvert que cette qualité de la mémoire olfactive était due à l’arrivée en permanence de nouveaux neurones vers le cortex olfactif », nous explique Pierre-Marie Lledo.
2003 : le chercheur et son équipe parviennent à démontrer que des cellules souches de type gliale sont produites au cœur du cerveau adulte. […] Elles se dirigent vers le bulbe olfactif et se révèlent capables de fabriquer de véritables neurones, eux-mêmes capables d’intégrer des réseaux cellulaires existants et d’y établir de nouvelles connexions.
Cette découverte de cellules souches dans le cerveau adulte signe la fin d’un dogme jusque-là bien installé. En mettant en lumière le phénomène de la neurogénèse, on comprend que le cerveau adulte a la possibilité de s’adapter aux changements qui surviennent au cours de la vie.
2004 : il apparaît que les neurones neufs ne vont pas n’importe où, mais sont « pilotés » […] par une molécule spéciale. L’équipe de Pierre-Marie Lledo, avec l’équipe allemande du professeur Schachner de l’université de Hambourg, identifie une clé sécrétée par le bulbe olfactif, la tenascine, chargée d’attirer et de guider ces neurones nouveau-nés de leur zone germinative vers le bulbe olfactif où ils se transforment définitivement en véritables neurones.
2008 : la possibilité d’utiliser cette molécule-pilote pour emmener des neurones neufs sur des zones cérébrales à réparer ouvre des perspectives thérapeutiques inédites. L’équipe de Lledo, associée à celle de Pierre Charneau, à Pasteur, trouve en effet le moyen de faire dévier ces neurones pour les faire aller vers des zones lésées. Ouvrant la voie à de possibles thérapies des différentes pathologies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson ou la chorée de Huntington.
En outre, ils observent deux phénomènes intéressants et concomitants : la fabrication de nouveaux neurones dans le cerveau s’accélère et s’intensifie en quantité lors de lésions ayant entraîné la perte du sens olfactif, ce qui confirme bien cette capacité autoréparatrice du cerveau. Et, a contrario, lorsque des neurones se révèlent inutiles pour conserver une information, par exemple olfactive, ils sont naturellement détruits.
C’est donc bien à une mutation de la connaissance qu’on assiste ici. Un chapitre se clôt, celui du cerveau fixe, ou en déficit croissant de neurones. Un autre chapitre s’ouvre, celui du cerveau autorégénérant. Pierre-Marie Lledo l’explique : « On est dans la science en action. On est parvenu à montrer que ce dogme central de la neurobiologie qui voulait que les neurones ne puissent être remplacés, parce que le cerveau doit conserver de l’information en permanence, ne tient plus. On ne comprenait pas comment nous sommes capables de conserver de l’information tout au long de notre vie, alors que certains de ces neurones, qui conservent l’information, ont une durée de vie limitée et sont remplacés par des nouveaux. […]
Mon travail a permis de découvrir cette fontaine de jouvence produisant de nouveaux neurones qui arrivent en permanence dans le cerveau. […] On se rend compte que le cerveau adulte est en perpétuel chantier. »
Ce perpétuel chantier pourrait-il se transformer en régénération perpétuelle ? La fontaine de jouvence aurait-elle les moyens de prodiguer indéfiniment des neurones neufs, et donc une vie cérébrale sans fin ? « Dès l’instant où on laisse une souche, cette souche devient comme la souche d’un arbre : elle a le potentiel de fournir toutes les cellules nécessaires à l’organe dans lequel elles sont placées. Il n’y a pas de raison, en théorie, que ce système s’arrête. […] »
Pareil changement de perspective engendre des conséquences sur plusieurs registres. Sur le plan philosophique, les découvertes de Pierre-Marie Lledo suscitent bien des interrogations sur l’identité de l’humain : si notre cerveau pouvait se régénérer indéfiniment, ne serait-ce pas, à terme, une remise en question radicale de notre finitude ? En fait, le chercheur ne s’engage pas sur ce terrain, qu’il juge sans doute prématuré. Il insiste plutôt sur la méthode, les modèles nouveaux, mais aussi sur le caractère encore très limité de nos connaissances.
En ce qui concerne la méthode […], Pierre-Marie Lledo évoque les « métissages inédits » indispensables à organiser entre neurologie, psychologie et sciences cognitives et les sciences humaines pour mieux comprendre les fondements biologiques du processus d’individuation d’un être tout au long de sa vie, toujours en chantier.
Avec comme première conséquence la réfutation définitive d’une représentation de la pensée comme « substance » sécrétée par le cerveau, alors qu’elle est le produit du jeu permanent entre l’individu et son milieu. Avec, surtout, sur le versant positif, la constitution d’un nouveau modèle du fonctionnement cérébral : « On sait dorénavant que le fonctionnement cérébral est plutôt géré par des lois de statistiques et de probabilité. Il n’y a pas du tout d’équilibre. Aucun système n’arrive jamais à l’équilibre. Tout est géré par des probabilités. On est donc obligé de repenser le cerveau comme un organe où, de ces lois de probabilité, va naître ce qu’on appelle des propriétés émergentes. C’est-à-dire que l + l vont faire 4 plutôt que 2. »
Notre interlocuteur insiste sur cette recherche permanente d’un point d’équilibre, toujours à réévaluer, auquel le cerveau est confronté. Il a donné un nom à cette situation, la « flexstabilité » : sans cesse, notre cerveau navigue de façon contradictoire entre besoin de diversité, d’invention, de renouvellement et non moins nécessaire recherche et consolidation d’une stabilité, d’une indispensable habitude. Deux modalités à négocier, à réguler en permanence. Résultat : quand la balance penche excessivement d’un seul côté, l’ennui et la souffrance deviennent des moyens pour le cerveau de perturber une trop grande stabilité. De même que des phénomènes comme l’addiction ou l’obésité signalent un équilibre perturbé par trop de nouveauté : « L’ennui, c’est l’adaptation de tous les circuits. Dès que le cerveau cesse de lutter, et notamment contre l’ennui, les pathologies, les troubles de la dépression s’installent. La meilleure façon de traiter les animaux de notre laboratoire, c’est de les replacer dans un univers enrichi, qu’ils se retrouvent dans une sphère sensorielle qu’on ne peut pas prédire, qui est faite de nouveauté.
Et l’anticipation se révèle la deuxième fonction essentielle du cerveau. C’est une machine à prédire. Le cerveau de l’homme est toujours à n et quelques mois du jour où… On est donc dans la prédiction. Par ce moyen, on échappe à toutes les maladies neurodégénératives. Ces maladies pourraient n’être que le reflet d’un schéma de routine. Certaines susceptibilités génétiques entrent aussi en jeu, mais le contexte est certainement un facteur prépondérant. »
Reste à savoir si ces particularités du cerveau valent seulement pour le cerveau humain ou s’inscrivent plutôt dans une continuité entre animaux et humains : « Pour un expert du fonctionnement cérébral et des fonctions cognitives, il n’y a plus du tout de rupture épistémologique entre l’homme et les autres animaux. On est en train de le découvrir même à propos de l’empathie et de toutes ces valeurs humaines. L’empathie, les fameux neurones-miroirs, on les retrouve aussi. En tout cas, moi je le vois comme un continuum.
S’il y a singularité de l’homme, c’est dans l’organisation. Dans l’organisation du cerveau, certainement. A un moment donné, l’Homo sapiens a été capable de se projeter et de réfléchir, en tant qu’individu ou en tant qu’organisme, dans le collectif. Et ça, c’est le propre de l’être humain : avoir cette projection du soi, d’abord, puis de la collectivité, et enfin de l’axe du temps. Une des caractéristiques du fonctionnement humain, c’est toujours la projection, la projection dans le futur. »
Malgré l’importance et la nouveauté de ses découvertes, Pierre-Marie Lledo insiste sur le caractère restreint de nos savoirs : « Je pense qu’on ne sait pas grand-chose. Cinq pour cent, tout au plus. En réalité, il y a beaucoup de leurres. L’imagerie cérébrale, par exemple, permet de mettre un cerveau, une tête dans une machine, de questionner la personne et d’observer des corrélats anatomiques. Mais la phrénologie l’avait déjà fait au tournant du xixe siècle : on en concluait qu’on avait la bosse des maths, le crâne d’un voleur, etc. Aujourd’hui, on n’a pas beaucoup plus avancé. On est juste capable de localiser dans des territoires précis des activités de neurones et d’établir une corrélation entre un circuit actif et une décision ou une pensée.
Mais le problème, c’est que ce sont des paramètres qui vont s’inscrire dans un temps qui n’est pas compatible avec celui du fonctionnement cérébral. Ces images-là ne sont que des instants arrêtés et répétés, des moyennes. Donc, quand on vous désigne sur une carte : “Là, c’est le circuit de l’émotion”, il ne faut pas oublier que c’est une moyenne faite sur peut-être quarante expositions et que le cerveau ne travaille pas avec des moyennes. Et que peut-être ce qui est significatif est ce qui devient inconscient, par exemple. »
Cette vive critique des recherches fondées sur l’imagerie cérébrale n’est pas partagée par tous les neuroscientifiques, on s’en doute.
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