Après la visite en Israël du premier ministre japonais, Shinzo Abe, en début de semaine, la fin de la semaine du 18 janvier a vu la visite d’un groupe de scientifiques japonais de premier plan qui se sont rendus à Rehovot (Israël). Le congrès Advances in Brain Sciences auquel ces chercheurs ont participé a été organisé conjointement par l’Institut Weizmann des Sciences (à Rehovot) et par le RIKEN Brain Science Institute (Japon). Les parallèles y étaient plus que fortuits : Abe et le premier ministre d’Israël, Benjamin Netanyahu, ont parlé des projets d’activités commerciales, des contacts de recherches et de développement entre leurs pays ; les chercheurs de l’Institut Weizmann et de l’Institut RIKEN ont déjà mis en route une collaboration entre les deux institutions et les deux pays.
Le docteur Ofer Yizhar, de l’Institut Weizmann, l’un des organisateurs du congrès, participe actuellement à un programme collaboratif de recherches avec Toru Takumi, un scientifique de RIKEN. Le docteur Yizhar explique : « Takumi développe des souris ayant une déficience génétique qui imite l’autisme, et mon laboratoire d’optogénétique peut mener ses recherches avec ces souris, et faire passer les neurones du cerveau de ‘ON’ à ‘OFF’ et vice-versa à l’aide de lumière. Nous espérons pouvoir ensemble découv rir comment les troubles du spectre autistique se développent dans le cerveau, et comment les mécanismes neuraux sont impliqués dans les comportements autistiques. »
Pendant les deux journées du congrès, les intervenants ont abordé les différents aspects des recherches sur le cerveau : Yasunori Hayashi, de RIKEN, par exemple, a parlé du rôle du cytosquelette interne des cellules dans le maintien de la plasticité des synapses entre certaines cellules cérébrales. Le professeur Rony Paz, de l’Institut Weizmann, a parlé de ses résultats montrant comment notre tendance à trop généraliser risque parfois de jouer en notre défaveur, comme, par exemple, lorsque les souvenirs d’un événement traumatisant provoquent un état de stress post-traumatique. Le professeur Shimon Ullman de l’Institut Weizmann, qui était l’orateur principal, a parlé de la reconnaissance visuelle, sujet qui franchit les frontières entre la neuroscience et l’intelligence artificielle. Le professeur Ullman, qui a travaillé pendant plusieurs années avec le docteur Tanifuji, de RIKEN, a dit ceci : « Les connexions scienti- fiques et personnelles se sont renforcées avec le temps, et nous préparons maintenant les prochaines étapes de notre collaboration. »
Des rencontres informelles et des visites dans les laboratoires pendant la durée de ce congrès ont donné aux chercheurs des deux pays l’occasion d’être ensemble et de partager leurs idées sur les directions que prendront leurs Chercheurs japonais et israéliens au congrès Advances in Brain Sciences recherches. L’un des organisateurs du congrès, le professeur Yadin Dudai, s’est exprimé ainsi : « RIKEN est le premier centre de recherches sur le cerveau au Japon. Nous voyons qu’une grande partie des recherches de l’Institut Weizmann complètent celles qui sont menées au Japon ; une coopération des nos deux institu tions représente un grand potentiel dans de nombreux domaines. Les deux côtés peuvent en bénéficier, et nous espérons voir plus de coopération à l’avenir. »
Les cerveaux d’autistes font leur propre chemin
Bien que les troubles du spectre autistique (TSA), soient étudiés depuis de longues années, il y a toujours plus de questions que de réponses. Par exemple, certaines recherches sur le fonctionnement du cerveau d’individus dans le spectre autistique ont trouvé une absence de synchronisation entre différentes parties du cerveau qui normalement travaillent en tandem. Mais d’autres études ont trouvé exactement l’opposé : une hyper-synchronisation dans le cerveau de personnes atteintes de TSA. Une nouvelle recherche menée par Avital Hahamy et par le professeur Rafi Malach du département de Neurobiologie de l’Institut Weizmann, avec la professeure Marlene Behrmann, de Carnegie Mellon University (Pittsburgh), récemment publiée dans la revue Nature Neuroscience, suggère que les différents rapports – aussi bien l’excès que l’insuffisance de connexion – pourraient en fait être le reflet d’un principe plus profond.
Pour étudier la question de la connectivité chez les personnes atteintes de TSA, les chercheurs ont analysé les données obtenues en utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) sur des personnes dans une situation de repos. Les données ont été recueillies sur un grand nombre de participants dans des endroits différents, et elles sont facilement accessibles dans la base de données ABIDE. Avital Hahamy explique : « Il est important de faire des recherches quand le cerveau est au repos car c’est alors que la configuration émerge spontanément, ce qui permet de voir comment les différentes régions du cerveau communiquent de manière naturelle et synchronisent leur activité. » Un certain nombre d’études, faites antérieurement dans le groupe du professeur Malach et dans d’autres groupes, suggèrent que ces modèles spontanés pourraient ouvrir une fenêtre sur des traits individuels du comportement, y compris sur ceux qui s’écartent de la norme.
Une comparaison minutieuse des détails de ces modèles complexes de synchronisation a permis aux chercheurs de découvrir une différence curieuse entre le groupe contrôle et le groupe des TSA. Les cerveaux des participants du groupe contrôle ont des profils de connectivité qui dans l’ensemble sont ressemblants chez les différents individus, alors que ceux des TSA montrent un phénomène remarquablement différent. En effet, ils tendent à montrer des configurations qui diffèrent les unes des autres. Les chercheurs ont compris que les modèles de synchronisation observés dans le groupe contrôle sont ‘conformistes’ par rapport à ceux du groupe de TSA qu’ils ont appelés ‘idiosyncrasiques’.
Les chercheurs ont suggéré une explication possible pour expliquer les différences entre les modèles de synchronisation dans le groupe autiste et dans le groupe contrôle. Elles pourraient être dues à la façon dont les individus au sein des deux groupes interagissent et communiquent avec leur environnement. Avital Hahamy a ajouté : « Dès le jeune âge, les réseaux cérébraux d’un individu moyen et typique sont modelés par une interaction intensive avec le monde et avec les facteurs environnementaux mutuels. Cette expérience commune pourrait avoir tendance à créer des modèles de synchronisation dans les cerveaux du groupe contrôle, plus semblables les uns aux autres. Il est possible que chez les TSA, lorsque les interactions avec l’environnement sont perturbées, chacun d’eux développe un modèle d’organisation du cerveau plus propre à chaque individu. »
Les chercheurs insistent sur le fait que cette explication n’est encore que provisoire, et qu’il faudra faire encore beaucoup de recherches avant qu’on découvre exactement les facteurs qui pourraient mener à des idiosyncrasies liées au TSA. Ils suggèrent aussi que la poursuite des recherches pour comprendre comment et quand des individus différents créent des configurations cérébrales particulières pourrait permettre à l’avenir de développer des diagnostics précoces et des traitements des troubles de l’autisme. ❙ La recherche du professeur Rafael Malach est financée par : Murray H. and Meyer Grodetsky Center for Research of Higher Brain Functions, qu’il dirige; Friends of Dr. Lou Siminovitch. Le professeur Rafael Malach est bénéficiaire du Helen and Martin Kimmel Award for Innovative Investigation ; il est titulaire de la chaire professorale Barbara and Morris L. Levinson de Recherches sur le cerveau.
La localisation permet un meilleur enseignement
Un module éducatif développé à l’Institut Weizmann sera inclus dans le programme scolaire scientifique au Pérou
Le ministère de l’Education du Pérou a récemment annoncé qu’il allait introduire le programme Blue Planet (planète bleue), développé à l’Institut Weizmann des Sciences, dans son programme scolaire. Blue Planet, qui utilise une approche interactive pour enseigner les cycles de l’eau sur notre planète, est reconnu par l’UNESCO comme programme modèle pour l’enseignement environnemental. Ce programme a été développé par le professeur Nir Orion, du département d’Enseignement des sciences de l’Institut Weizmann, qui a récemment fait un séjour au Pérou pour le présenter aux enseignants.
Le professeur Orion explique : « Apprendre est un processus naturel, un instinct avec lequel presque tous les animaux sont nés. Mais comme tous les instincts, il n’entre en jeu que lorsqu’on en a besoin. Beaucoup d’enfants ne travaillent pas bien en classe parce qu’ils sont confrontés à un système mis au point pour répondre aux besoins du système – et non pas à ceux des élèves.» Le professeur Orion est convaincu que l’instinct de l’étude peut être réveillé par la création d’une connexion entre le monde des élèves et le sujet étudié. Il s’ensuit que son approche de l’enseignement comprend, entre autres, une exploration de l’environnement naturel, ainsi que celle des environnements humains qui existent derrière les murs de la salle de classe. Les leçons apprises de cette manière ont un sens aux yeux des élèves, ils les retiendront bien, et elles seront ainsi « réellement apprises»
ogramme Blue Planet restent constants, le changement de localisation exige qu’Orion se rende dans chaque région pour mettre au point un texte et un plan de travail adaptés au pays. Ses fichiers de travail disent l’histoire de différents pays: Argentine, Chili, Etats-Unis, Inde, Portugal et, bien sûr, Israël. Au Pérou, par exemple, il a trouvé que, bien que ce pays ait une grande quantité de précipitations, l’impression générale est que la zone souffre d’une pénurie d’eau. Pour cette raison, l’atelier de travail a insisté, entre autres, sur le sujet des bassins de drainage dans les zones peuplées. L’approche de Blue Planet fait partie du programme scolaire scientifique intitulé Penser science – Comprendre l’environnement.
L’approche du professeur Orion consiste en cours donnés à l’extérieur et d’autres donnés dans les salles de classe. Il explique : « Certaines choses ne peuvent pas être enseignées de manière approfondie en classe. Lorsqu’on utilise l’environnement extérieur de façon appropriée, la curiosité et l’intérêt s’éveillent. C’est alors que les élèves commencent à poser des questions. » Le but est de donner aux élèves les outils qui leur permettront de penser de manière analytique, d’intégrer les observations faites sur le terrain et en laboratoire, et d’arriver à des conclusions pour pouvoir présenter leurs résultats aux autres élèves. Et il ajoute : « Lorsqu’ils réussiront à intégrer les données, à les exploiter logiquement pour réussir à bien les comprendre, et à présenter leur savoir oralement et par écrit, il seront préparés pour la vie. »
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