Un atlas du cerveau des moustiques vise à révéler les circuits neuronaux du comportement

La tête d’un moustique a la taille d’une pointe de crayon, mais elle a un punch dangereux : c’est le système de transmission du paludisme, de la fièvre jaune et du Zika, entre autres maladies transmises par le sang. Chez la plupart des espèces de moustiques, les femelles sont le sexe le plus dangereux. Ce sont elles qui boivent – et transfèrent – le sang.

Pour la première fois, des chercheurs ont construit un atlas du cerveau de la femelle du moustique. Cette ressource, disponible gratuitement sur mosquitobrains.org, dresse une carte du cerveau qui pourrait, à terme, aider à révéler les circuits qui poussent les moustiques femelles à piquer.

« Nous essayons de construire le domaine de la neurobiologie des moustiques », explique Leslie Vosshall, chercheuse au Howard Hughes Medical Institute (HHMI), qui a dirigé les travaux. Elle espère que le nouvel atlas permettra aux chercheurs sur les moustiques du monde entier de partager des données et de mieux comprendre quelles parties du cerveau du moustique sont à l’origine de différents comportements.

« Quelque part dans ce cerveau féminin se trouve la volonté de sentir les humains, de voler vers les humains, de se poser sur les humains, de piquer et de boire le sang des humains », explique Vosshall, neurobiologiste à l’Université Rockefeller. « Quelque part dans ce cerveau réside la prise de décision, la motivation et la faim. »

L’atlas cérébral du moustique vise à révéler les circuits neuronaux du comportement Diaporama

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Un nouvel atlas du cerveau des moustiques offre aux scientifiques un aperçu de l’intérieur de la tête des moustiques (moustique Aedes aegypti représenté) et pourrait fournir des indices sur le comportement.

Crédit : ©Alex Wild, utilisé avec permission

Leslie Vosshall, chercheuse à l’HMI, laisse un moustique se nourrir d’elle dans la salle des moustiques de l’Université Rockefeller.

Crédit : ©Alex Wild, utilisé avec permission

Les moustiques Aedes aegypti femelles (une représentée) se nourrissent de sang. La cartographie de groupes de neurones dans le cerveau pourrait aider les chercheurs à comprendre les circuits qui sous-tendent l’alimentation et d’autres comportements.

Crédit : ©Alex Wild, utilisé avec permission

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Alors que les moustiques mâles sont strictement végétariens, les femelles piquent et se nourrissent d’humains et d’autres animaux pour fournir les nutriments nécessaires au développement des œufs. Mais personne ne sait quelles parties du cerveau sont à l’origine de ce comportement de piqûre – ou de n’importe quel autre comportement, dit Vosshall. Pour répondre à cette question, les chercheurs ont d’abord besoin d’une carte qui montre comment les quelque 100 000 neurones des moustiques sont reliés entre eux. Il y a environ un an, Vosshall et ses collègues ont donc entrepris d’en créer une : ils ont commencé à colorer et à photographier minutieusement les cerveaux de dizaines de moustiques Aedes aegypti femelles.

Meg Younger, une boursière postdoctorale du laboratoire de Vosshall qui a dirigé le projet, a assemblé chaque image, en faisant la moyenne des idiosyncrasies subtiles des cerveaux individuels pour générer un atlas représentatif. L’atlas décrit l’emplacement des groupes de neurones dans le cerveau, comme si on leur donnait une adresse. Auparavant, les chercheurs n’avaient qu’une vague idée de l’emplacement de certains neurones, explique M. Vosshall, « mais aujourd’hui, ils peuvent en dresser une carte assez précise grâce à ce site web »

Avec cette ressource disponible en ligne, les scientifiques peuvent superposer leurs données au cerveau de référence et voir comment les neurones qu’ils étudient se rapportent à ceux étudiés par d’autres groupes. « Les gens peuvent voir immédiatement, d’un coup d’œil, comment ces différents ensembles de neurones sont liés les uns aux autres », dit Vosshall.

Les chercheurs peuvent également superposer les fonctions des neurones individuels sur le cerveau de référence, aidant ainsi à cartographier les circuits de différents comportements, comme la façon dont les moustiques perçoivent les odeurs. Comprendre pourquoi les moustiques choisissent de piquer certaines personnes pourrait éventuellement aider les chercheurs à développer de nouveaux outils pour réduire la propagation des maladies transmises par les moustiques.

Après, dit Younger, l’équipe veut développer un cerveau de référence pour le moustique mâle. Comme les femelles piquent et que les mâles ne piquent pas, comprendre comment les cerveaux des deux sexes diffèrent pourrait fournir encore plus d’informations sur le comportement.

Le développement d’un atlas cérébral chez d’autres espèces d’insectes s’est avéré inestimable pour comprendre quels neurones sont impliqués dans différents comportements. Chez les mouches à fruits, par exemple, les chercheurs du HHMI’s Janelia Research Campus ont identifié des neurones dans le cerveau des mouches à fruits qui sont liés à la marche, au toilettage des ailes, et même à l’agression.

« Nous espérons que mosquitobrains.org sera le moteur qui permettra aux biologistes des moustiques de comprendre la base neuronale du comportement des moustiques », dit Younger. Elle pense que cet outil pourrait être un nouveau moteur de collaboration.