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06.10.2026 à 15:58

Surveiller, se reproduire, récupérer : comment les chimpanzés organisent leurs nuits

Clara Hozer, Docteure en chronobiologie, écophysiologie, comportement, Muséum national d’histoire naturelle (MNHN)
Pour la première fois, des scientifiques ont étudié le sommeil des chimpanzés dans leur milieu naturel. Comment gèrent-ils le compromis entre sommeil et activités sociales ?
Texte intégral (3143 mots)

L’ESSENTIEL

  • En Ouganda, une étude récente chez les chimpanzés dans leur milieu naturel est parvenue pour la première fois à les filmer endormis.

  • Les mâles dominants réduisent leur temps de sommeil en présence d’autres mâles, probablement pour surveiller de potentiels rivaux, mais également en présence de femelles en activité sexuelle.

  • Cette étude illustre les compromis nécessaires entre sommeil et activités sociales que les animaux doivent adopter dans la nature.


Dormir est essentiel : système immunitaire, mémoire, apprentissage, et tant d’autres fonctions biologiques tirent profit des heures passées dans cet état d’inconscience réversible. Mais qui dit sommeil, dit impossibilité de chercher de la nourriture, de se protéger des prédateurs, de se reproduire ou d’entretenir des relations sociales. Comment les individus parviennent-ils à gérer ce compromis entre activités et sommeil ?

Au sein d’espèces grégaires, comme de nombreux primates (dont les humains), les facteurs sociaux, tels que le rang, la taille ou la composition du groupe, pourraient plus particulièrement influencer la durée, la phase et la fragmentation du sommeil.

Pour mieux comprendre cette balance entre sommeil et vie sociale, nous avons mené une étude chez l’un de nos plus proches cousins, le chimpanzé. Ce primate vit en communautés de plusieurs dizaines voire centaines d’individus, selon un modèle de fission-fusion : au cours de la journée, les individus peuvent être seuls, se regrouper ou se séparer de manière dynamique en sous-groupes de taille variable. Afin d’étudier ces interactions dans toute leur complexité, nous avons suivi les chimpanzés dans leur milieu naturel, au sein de la communauté de Sonso dans la forêt de Budongo, en Ouganda.

Cette communauté, occupant un territoire d’environ 6 kilomètres carrés, est composée d’environ 70 individus, dont 10 mâles adultes. Elle est suivie quotidiennement depuis plus de trente ans ; les chimpanzés sont donc très habitués à la présence humaine.

Filmer le sommeil de chimpanzés dans leur milieu naturel

Pas facile du tout de mesurer le sommeil de chimpanzés sauvages. Il faut savoir que ces grands singes construisent des nids individuels à 12 mètres de hauteur en moyenne ! Et comme si cela ne suffisait pas, ils construisent un nouveau nid chaque soir, rendant impossible la pose de caméras fixes. Le premier défi de cette étude a donc été de trouver un moyen de filmer l’intérieur de ces nids.

Les nids des chimpanzés peuvent être situés à plus de dix mètres du sol, il faut donc utiliser de longues perches pour les filmer. Noémie Freymond, Fourni par l'auteur

Pour ce faire, nous suivions un chimpanzé dans la forêt de l’aube jusqu’au soir, où l’individu construisait son nid pour la nuit. Il fallait alors être très rapide et efficace : en quelques minutes, nous devions noter l’heure à laquelle l’individu s’était couché, mesurer la hauteur du nid, décider l’endroit idéal pour poser notre caméra, le dégager grossièrement, et patienter en silence pour ne pas déranger les chimpanzés en train de se coucher. Nous relevions également l’identité de tous les individus présents dans des nids dans un rayon de 25 mètres.

Une fois la nuit tombée, il était temps de déployer dans la plus grande discrétion une perche télescopique pouvant atteindre 16,5 m de haut. Au sommet de cette perche, un piège-caméra (caméra très robuste utilisée pour suivre la faune sauvage) filmant en infrarouge était positionné à la hauteur du nid. Le tour était joué ! Il ne restait plus qu’à revenir le lendemain matin récupérer la perche et les vidéos enregistrées pendant la nuit.

Hawa, mâle de 31 ans en plein sommeil. Clara Hozer, Fourni par l'auteur

Nous avons ainsi filmé 116 nuits chez 35 individus de sexe et d’âge différents. Chaque nuit, nous avons mesuré la durée totale du sommeil, sa fragmentation (nombre de réveils nocturnes par heure) ainsi que l’heure de réveil.

Ce travail a permis d’obtenir les toutes premières données sur le sommeil des chimpanzés en milieu naturel. Ils dorment en moyenne neuf heures et trente minutes par nuit, une valeur supérieure de deux heures à celle de l’humain, mais avec de grandes disparités, tant interindividuelles que d’une nuit à l’autre, la durée de sommeil pouvant varier de sept heures à onze heures et demie par nuit.

Comme les humains, ils dorment principalement sur le côté et sur le dos, mais ont la particularité de dormir assis quand il pleut ! Ils se réveillent en moyenne trois fois par nuit pour faire leurs besoins (jamais à l’intérieur du nid, par propreté), pour échanger des vocalisations avec leurs congénères et même parfois pour se délecter de quelques feuilles aux alentours. Nous avons ensuite étudié l’impact des facteurs sociaux sur le sommeil plus en détail.

Mbotella, mâle de 25 ans. Clara Hozer, Fourni par l'auteur

Les mâles dominants dorment moins longtemps que les autres mâles

La communauté de Sonso étant suivie depuis des années, des données sur chaque chimpanzé sont disponibles, notamment concernant l’évolution de leur rang social. Ainsi, les mâles et les femelles peuvent être classés, de l’individu le plus dominant au plus subordonné.

En comparant la durée de sommeil entre les individus dominants et subordonnés, il résulte que les mâles dominants sont ceux qui dorment le moins et ont le sommeil le plus fragmenté. Ils dorment en moyenne huit heures et demie par nuit contre neuf heures et demie chez les autres mâles. Une heure de sommeil peut sembler anecdotique, mais il s’agit ici d’une moyenne. Cette heure, cumulée sur de longues périodes, représente en réalité une grande différence et un manque de sommeil non négligeable !

Mbotella, mâle de 25 ans, vocalise en pleine nuit.

Les mâles dominants étant responsables du groupe, il leur incombe un rôle de protection, ce qui expliquerait les réveils plus fréquents. Cependant, une interprétation alternative est possible : ces réveils pourraient plutôt refléter une vigilance accrue à l’égard de la concurrence, c’est-à-dire des autres mâles.

Pour étayer cette seconde hypothèse, nous avons observé que la durée de sommeil chez les dominants était fortement modulée par le nombre de mâles présents dans le groupe de sommeil : plus ce nombre était élevé, plus la durée de sommeil était réduite chez les mâles dominants (en moyenne douze minutes de moins par mâle supplémentaire présent), alors que l’effet inverse était observé chez les individus subordonnés, qui, eux, pourraient bénéficier d’un sentiment de sécurité accru en groupe.

En étudiant les comportements adoptés par les chimpanzés lors des réveils nocturnes, une autre observation tend également à confirmer cette hypothèse : les mâles dominants étaient davantage susceptibles d’avoir un comportement de vigilance (regards répétés aux alentours) lorsque le nombre de mâles dans le groupe augmentait !

Entre se reproduire et dormir, il faut choisir !

Autre observation intéressante, bien que plus prévisible : la présence d’une femelle en œstrus (c’est-à-dire en activité sexuelle) dans le groupe de sommeil chamboule le sommeil des mâles : construction de nid tardive, sommeil réduit (en moyenne de vingt-trois minutes par nuit), fragmentation accrue et réveil avancé. En somme, le sommeil est sacrifié pour optimiser ses chances d’accéder aux femelles pendant ou après la nuit, mais peut-être au prix d’une santé altérée ?

Une femelle chimpanzé qui vient s’accoupler dans le nid d’un mâle au milieu de la nuit.

Un coût à payer pour le sommeil réduit ?

Les heures de sommeil en moins se répercutent-elles sur d’autres fonctions, notamment cérébrales ? En effet, il est connu chez les humains et chez les rongeurs qu’un sommeil court et fragmenté altère les fonctions cognitives et émotionnelles. Alors, comment les mâles dominants maintiennent-ils un niveau d’attention élevé le jour malgré un sommeil réduit, alors qu’ils sont précisément les individus dont le statut exige des performances cognitives plus élevées pour surveiller le groupe, gérer les interactions sociales et maintenir leur position hiérarchique ?

Pour répondre à cette question, il faudrait mesurer les performances cognitives des chimpanzés dans leur milieu naturel, mais ce protocole est très difficile à mettre en place en raison de la nécessité d’isoler l’individu du groupe le temps de lui faire passer le test. En attendant, on peut seulement émettre des hypothèses.

Il est possible, tout d’abord, que les individus dormant moins la nuit compensent grâce à des siestes le jour, mais aucune de nos données n’étaye cette hypothèse pour l’instant. Il est également possible que certains individus possèdent des adaptations génétiques leur permettant de performer aussi bien que les autres, même avec très peu de sommeil. Enfin, le manque de sommeil généré n’est peut-être pas suffisant pour engranger des déficits cognitifs. De manière intéressante, plusieurs études menées au sein d’autres espèces non primates ont démontré qu’un déficit de sommeil n’entraînait pas de désagréments immédiats et pouvait même favoriser la reproduction !

Et chez les autres primates ?

Observe-t-on les mêmes phénomènes chez les autres espèces grégaires de primates ? Il est un peu tôt pour répondre à cette question tant les études sur le sommeil en milieu naturel sont rares. Cependant, des études chez les babouins (Papio ursinus) en milieu naturel et chez les géladas (Theropithecus gelada), cette fois-ci en captivité, corroborent nos observations : les individus dominants sont ceux qui dorment le moins.

Par ailleurs, d’autres études chez les orangs-outans et les babouins montrent que plus la taille du groupe augmente, plus le sommeil est réduit et fragmenté : dormir en groupe pourrait favoriser les interactions sociales, les opportunités d’accouplement ou la protection contre les prédateurs, mais au prix d’un sommeil moins long et de moindre qualité.

Et chez l’humain, quel parallèle pouvons-nous tirer de ces résultats ? Il semblerait que nos ancêtres aient été confrontés au même genre de dilemme que leurs cousins. En effet, de tous les primates, l’humain est celui qui dort le moins ! Une hypothèse est que la maîtrise du feu aurait allongé artificiellement les journées et, ainsi, les interactions sociales, en échange d’un sommeil plus réduit, faisant écho à ce qu’il se passe chez les autres singes. Pour compenser, il aurait développé un sommeil plus profond, lui permettant de maintenir des performances sociales et cognitives élevées. Est-ce que les chimpanzés sont capables de telles adaptations ? Mystère…

The Conversation

Clara Hozer ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

06.10.2026 à 13:53

L’optogénétique récompensée par le Nobel : un siècle d’innovations pour cartographier et contrôler le cerveau

Kimberlee D'Ardenne, Assistant Research Professor in Psychology, Arizona State University
Le prix Nobel de médecine 2026 récompense les travaux à l’origine de l’optogénétique, une technique qui permet de contrôler l’activité des neurones grâce à la lumière. Une avancée qui couronne plus d’un siècle de progrès technologiques…
Texte intégral (2544 mots)
L’optogénétique, l'une des découvertes majeures qui permet de mieux comprendre le cerveau. akinbostanci/iStock via Getty Images Plus

L’ESSENTIEL

  • Le Nobel de médecine 2026 récompense les travaux à l’origine de l’optogénétique, qui permet de contrôler l’activité des neurones grâce à la lumière.

  • Cette avancée s’inscrit dans une longue histoire technologique : visualiser le cerveau, mesurer son activité, puis parvenir à la modifier avec toujours plus de précision.

  • L’optogénétique et d’autres techniques pourraient à terme contribuer à traiter la perte de vision, Parkinson, l’épilepsie ou certaines maladies neurodégénératives.


Le cerveau est d’une complexité vertigineuse, ce qui est à la fois intimidant et fascinant pour les neuroscientifiques comme moi. Dans un seul millimètre cube – soit à peu près le volume d’une graine de pavot –, on trouve des dizaines de milliers de neurones et d’autres cellules assurant le bon fonctionnement du cerveau, qui s’influencent tous les uns les autres.

Comment les neuroscientifiques parviennent-ils à comprendre une telle complexité ? Et comment en sont-ils arrivés à pouvoir contrôler l’activité de neurones uniquement en projetant différentes couleurs de lumière sur le cerveau ?

La réponse tient en quelques mots : avancer étape par étape, en s’appuyant sur les progrès technologiques.

En revenant sur certaines des avancées qui ont permis aux chercheurs d’atteindre notre compréhension actuelle du fonctionnement du cerveau, on peut entrevoir les orientations que pourraient prendre les neurosciences à l’avenir. En effet, les progrès technologiques ayant permis le développement des neurosciences ont suivi, dans les grandes lignes, un même cheminement : il s’agissait d’abord de visualiser le cerveau, puis de mesurer son activité et, enfin, de la contrôler.

L’optogénétique utilise la lumière pour contrôler l’activité neuronale. Jonathan Nackstrand/AFP

L’optogénétique est une technique qui utilise la lumière pour influencer le fonctionnement des neurones et contrôler leur activité à l’échelle de la milliseconde. Les chercheurs dont les travaux ont conduit à cette technique ont reçu le prix Nobel de médecine 2026.

Le niveau de contrôle que permet l’optogénétique laisse entrevoir la possibilité d’agir à des fins thérapeutiques sur l’activité du cerveau d’une manière qui, il y a peu, aurait relevé de la science-fiction : restaurer la vision, réduire la douleur ou traiter certaines maladies, comme l’épilepsie ou certains troubles de santé mentale.

D’abord visualiser le cerveau

Les neuroscientifiques ont commencé à découvrir à quoi ressemblent les neurones et comment ils sont reliés entre eux grâce à des taches colorées et à des microscopes.

À la fin du XIXe siècle, le neuroscientifique et artiste espagnol Santiago Ramón y Cajal dessinait ce qu’il observait au microscope. Il examinait des échantillons de tissu cérébral colorés à l’aide de sels d’argent, afin de rendre visibles les neurones individuellement. Cette technique avait été mise au point par le neuroscientifique italien Camillo Golgi.


À lire aussi : Avec ou sans synapses ? Le singulier système nerveux des cténophores, ou comment un débat scientifique vieux de 100 ans refait surface


En dessinant ses observations, Cajal s’interrogeait sur la manière dont les neurones pouvaient s’influencer mutuellement par l’intermédiaire de leurs connexions. Les idées qu’il a alors élaborées constituent aujourd’hui l’un des fondements de notre compréhension des mécanismes d’apprentissage et de mémorisation. Ces travaux ont valu aux deux scientifiques le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1906.

Puis, dans les années 1970, les chercheurs commencent à colorer le cerveau un peu différemment, avec les traçages (ou marquages) antérograde et rétrograde. Ces méthodes leur permettent de cartographier les différents types de connexion entre les neurones du cerveau.

Aujourd’hui, on sait visualiser le cerveau avec un niveau de détail bien supérieur, par exemple avec la microscopie électronique, qui consiste à envoyer un faisceau d’électrons sur un objet afin d’en obtenir une image à l’échelle atomique, et la microscopie d’expansion, qui utilise le même type de gel que celui présent dans les couches pour bébés pour agrandir physiquement un échantillon de tissu et ainsi observer chaque cellule et ses connexions.

Associées à des algorithmes d’intelligence artificielle, ces techniques permettent aux scientifiques de révéler toute la complexité contenue dans un seul millimètre cube de tissu cérébral.

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) a elle aussi profondément transformé notre compréhension du cerveau. L’IRM fonctionnelle permet aux neuroscientifiques d’observer de manière non invasive l’activité cérébrale en mesurant les variations du débit sanguin dans l’ensemble du cerveau. En 2003, le prix Nobel de physiologie ou médecine a récompensé la mise au point de techniques d’IRM qui ont rendu possible l’IRM fonctionnelle : les séquences d’imagerie rapide et le codage spatial.

L’ensemble de ces méthodes de visualisation et de grossissement a contribué à l’émergence d’un domaine appelé la « connectomique », qui vise à cartographier toutes les connexions entre les neurones.

Mesurer l’activité des neurones

Voici comment on peut visualiser la structure et l’organisation du cerveau. Pour comprendre comment les neurones communiquent entre eux, c’est du côté des signaux électriques qu’il faut se pencher.

Les neuroscientifiques Alan Hodgkin et Andrew Huxley ont reçu le prix Nobel de médecine en 1963 pour leurs travaux sur l’enregistrement et la mesure des impulsions électriques produites par les neurones. Pour communiquer entre eux, ceux-ci propagent ces signaux électriques, appelés potentiels d’action.

Aujourd’hui, les sondes utilisées par les neuroscientifiques pour mesurer l’activité électrique des neurones permettent d’enregistrer simultanément l’activité de centaines de neurones situés dans différentes régions du cerveau.


À lire aussi : Neurotechnologies : vivrons-nous tous dans la matrice ? Conversation avec Hervé Chneiweiss


Les recherches exploitant ces méthodes d’enregistrement en simultané bouleversent notre compréhension du fonctionnement du cerveau. Une série d’études publiées en 2025 a ainsi montré que, lorsqu’un animal prend une décision, 95 % du cerveau participe activement au processus, et pas seulement les neurones des régions cérébrales habituellement associées à la prise de décision.

Contrôler l’activité des neurones

La possibilité de contrôler l’activité de neurones spécifiques existe depuis la fin des années 1980, lorsque le neurochirurgien français Alim-Louis Benabid a mis au point la technique de stimulation cérébrale profonde afin d’atténuer les symptômes de la maladie de Parkinson.

La stimulation cérébrale profonde agit un peu comme un pacemaker de l’activité cérébrale. Aujourd’hui, les chercheurs étudient la possibilité d’utiliser cette technique pour soulager les symptômes de certains troubles de santé mentale, notamment le trouble obsessionnel compulsif, la dépression majeure ou encore l’hyperphagie boulimique.

Si ses résultats peuvent être spectaculaires, la stimulation cérébrale profonde reste une méthode relativement peu précise pour contrôler l’activité neuronale, car l’électrode implantée agit sur toutes les cellules situées à proximité. Les chercheurs développent cependant des techniques plus précises, offrant une meilleure résolution, afin d’étudier le fonctionnement du cerveau mais aussi d’agir sur lui.


À lire aussi : Les ultrasons en psychiatrie : pour mieux diagnostiquer et pour traiter, demain, les troubles en santé mentale


L’un des aspects les plus prometteurs de l’optogénétique est qu’elle pourrait également permettre de traiter certaines maladies. Les chercheurs évaluent actuellement sa capacité à atténuer les symptômes ou à améliorer le traitement de la perte de vision, la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson, l’épilepsie et la sclérose en plaques, le diabète et le cancer, entre autres.

Quand les neurosciences utilisent les virus

Les neurones ne réagissent pas naturellement aux lumières utilisées en optogénétique. Les neuroscientifiques doivent donc leur donner des instructions afin qu’ils modifient leur membrane cellulaire et produisent certaines protéines sensibles à la lumière. Pour cela, ils transmettent directement ces instructions aux neurones à l’aide d’un virus inoffensif.

L’optogénétique n’est pas la seule technique de neurosciences à utiliser des virus pour transmettre des instructions aux neurones. C’est également le cas d’une méthode appelée DREADD, pour « designer receptors exclusively activated by designer drugs » (« Récepteurs de synthèse activés exclusivement par des molécules de synthèse. », en français), qui repose sur des récepteurs spécialement conçus pour être activés par des molécules elles-mêmes spécifiquement conçues à cet effet.

Comme l’optogénétique, les DREADD permettent aux neuroscientifiques de contrôler l’activité des neurones. Mais alors que l’optogénétique utilise la lumière pour cibler un groupe précis de neurones et contrôler son activité, les DREADD agissent par voie chimique, selon un mécanisme comparable à celui d’une clé et d’une serrure qui ne fonctionneraient qu’avec certains types de neurones ou dans une région précise du cerveau.

Les DREADD utilisent le même type de virus inoffensif pour donner aux neurones l’instruction de modifier leurs récepteurs chimiques, afin qu’ils ne répondent plus qu’à des médicaments spécifiques. Plusieurs essais cliniques évaluent actuellement la possibilité d’utiliser cette technique pour traiter des maladies comme celle de Parkinson, l’épilepsie ou les douleurs neuropathiques.

À l’avenir, une intervention chirurgicale utilisant une lumière rouge ou bleue pourrait permettre de restaurer la vision ou d’enrayer la progression de maladies neurodégénératives. Une combinaison de médicaments pourrait, quant à elle, réduire l’anxiété ou traiter l’épilepsie. Ces traitements seraient l’aboutissement de décennies de travaux visant à identifier précisément les zones du cerveau qui dysfonctionnent, puis à modifier ou ajuster l’activité des neurones qui s’y trouvent.

À mes yeux, l’avenir des neurosciences s’annonce lumineux.

The Conversation

Kimberlee D'Ardenne a reçu des financements des National Institutes of Health et de la National Science Foundation.

06.10.2026 à 13:00

D’une algue au cerveau : l’étonnante histoire du Nobel de médecine 2026

Robert Lucas, Professor, Neuroscience, University of Manchester
Le prix Nobel de médecine 2026 récompense les pionniers de l’optogénétique, une technique qui permet de contrôler les cellules nerveuses grâce à la lumière. a révolutionné l’étude du cerveau.
Texte intégral (1752 mots)

L’ESSENTIEL

  • Le prix Nobel de médecine 2026 récompense la découverte de protéines permettant de contrôler des cellules nerveuses grâce à la lumière.

  • Cette technique, l’optogénétique, permet d’étudier très précisément le fonctionnement du cerveau.

  • Déjà testée pour restaurer partiellement la vision, elle pourrait ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques.


Les scientifiques qui ont découvert comment contrôler les cellules du cerveau grâce à la lumière ont remporté cette année le prix Nobel de physiologie (ou médecine). Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Georg Nagel ont été récompensés pour leurs recherches sur les « canaux ioniques activés par la lumière et l’optogénétique ».

Peter Hegemann, de l’université Humboldt de Berlin, et Georg Nagel, de l’université de Wurtzbourg, cherchaient à comprendre comment une minuscule algue unicellulaire appelée Chlamydomonas perçoit la lumière. Cette capacité n’est pas propre aux animaux dotés d’yeux : dans l’ensemble du monde vivant, des organismes utilisent la lumière pour appréhender leur environnement et réagir à ses changements. Même les organismes unicellulaires possèdent des protéines sensibles à la lumière. Elles leur permettent de se déplacer vers une source lumineuse ou de s’en éloigner, de produire de l’énergie et de s’adapter aux différentes contraintes imposées par le cycle de 24 heures.

Hegemann et Nagel ont découvert que Chlamydomonas possède un mécanisme de détection de la lumière d’une remarquable ingéniosité, qui repose sur une seule protéine appelée channelrhodopsine.

La channelrhodopsine est intégrée à la membrane externe de la cellule de l’algue. Une partie de la protéine est tournée vers l’eau à l’extérieur de la cellule, tandis qu’une autre se trouve du côté intérieur. La protéine contient également une petite molécule appelée rétinaldéhyde, capable d’absorber la lumière.

Lorsque la lumière atteint le rétinaldéhyde contenu dans la channelrhodopsine, celui-ci change de forme. Cette transformation entraîne à son tour une modification de la forme de la protéine. Un minuscule canal s’ouvre alors à travers la membrane cellulaire. Des particules chargées positivement, notamment des ions sodium, peuvent ainsi passer de l’eau située à l’extérieur de l’algue vers l’intérieur de la cellule. Ce déplacement de particules chargées déclenche dans l’algue un signal qui lui permet de se déplacer.

Certes, il est formidable d’avoir su répondre à une question biologique aussi intéressante, mais pourquoi récompenser ces travaux par le prix Nobel de physiologie ou médecine ? La réponse réside dans le fonctionnement des cellules nerveuses. Celles-ci contrôlent leur activité grâce au déplacement de particules chargées, appelées « ions », à travers leur membrane. Lorsque des ions chargés positivement pénètrent dans une cellule nerveuse, ils peuvent accroître son activité.

Les chercheurs ont compris que s’ils parvenaient à introduire la channelrhodopsine dans des cellules nerveuses, ils pourraient peut-être les activer simplement en les éclairant. C’est précisément ce qu’ont ensuite réussi à faire Hegemann, Nagel et le troisième lauréat du prix Nobel, Karl Deisseroth, psychiatre et bio-ingénieur à l’université Stanford, en Californie.

Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Georg Nagel, lauréats du prix Nobel de médecine 2026.
Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Georg Nagel, lauréats du prix Nobel de médecine 2026. Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach, CC BY

Activer les cellules nerveuses grâce à la lumière

La capacité à contrôler les cellules nerveuses grâce à la lumière s’appelle l’optogénétique. Elle est devenue un puissant outil de recherche, car elle permet aux scientifiques d’activer ou de désactiver des groupes précis de ces cellules et d’observer ce qui se produit.

Les scientifiques commencent par introduire le gène de la channelrhodopsine dans les cellules nerveuses qu’ils souhaitent étudier. Ce gène est généralement transporté à l’intérieur les cellules par un virus (lequel a été modifié afin qu’il ne puisse pas provoquer de maladie). Les cellules produisent alors la protéine channelrhodopsine, qui les rend sensibles à la lumière.

Chez des animaux comme la souris, les scientifiques peuvent alors envoyer de la lumière dans le cerveau à l’aide d’une fine fibre optique. Lorsque la lumière atteint les cellules, la channelrhodopsine ouvre son canal et les cellules s’activent. Les cellules nerveuses voisines qui ne possèdent pas cette protéine ne sont, elles, pas affectées.

La lumière peut ainsi être dirigée vers une toute petite zone du cerveau et allumée ou éteinte extrêmement rapidement. L’optogénétique constitue désormais un outil particulièrement puissant pour étudier le fonctionnement du cerveau. Par exemple, si les scientifiques veulent savoir si un groupe particulier de cellules nerveuses intervient dans la mémoire, le sommeil, les sensations ou encore le mouvement, ils peuvent activer ces cellules grâce à la lumière et observer ce qui se passe.

Lors d’une expérience menée en 2012, une équipe du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a administré à des souris une légère décharge électrique dans une cage conçue spécifiquement. Grâce à l’optogénétique, les chercheurs ont marqué les cellules nerveuses du centre de la mémoire du cerveau qui étaient actives pendant cette expérience de conditionnement de la peur. Quelques jours plus tard, dans une autre cage, ils ont activé ces mêmes cellules à l’aide de lumière. Les souris se sont alors figées de peur, comme si elles se souvenaient de la décharge électrique.

Les souris qui n’avaient pas reçu de décharge ne se sont pas figées, ce qui a montré que la lumière réactivait un souvenir précis. Deisseroth est l’un des auteurs de cette étude.

On le voit, l’optogénétique a profondément transformé la manière dont les scientifiques étudient le fonctionnement du cerveau et du système nerveux. Mais elle pourrait également, à l’avenir, devenir un outil thérapeutique. Des essais cliniques précoces menés sur des personnes atteintes de dégénérescence de la rétine sont en cours. Les chercheurs introduisent des protéines sensibles à la lumière dans les cellules nerveuses qui subsistent dans la rétine après la disparition de celles qui détectent normalement la lumière, les bâtonnets et les cônes. Les cellules restantes peuvent ainsi devenir sensibles à la lumière, ce qui permet de restaurer en partie la vision.

Les chercheurs étudient également la possibilité d’utiliser un jour l’optogénétique pour traiter certaines maladies neurologiques, notamment la maladie de Parkinson et l’épilepsie.

Le prix Nobel de cette année récompense des travaux qui ont commencé par une question pouvant sembler très théorique : comment Chlamydomonas fait-elle pour nager vers la lumière ? Cette question n’avait aucune application pratique évidente. Elle ne comblait aucun besoin urgent en matière de santé humaine et ne semblait pas non plus ouvrir la voie à des applications lucratives.

Pour cette raison, le succès de l’optogénétique illustre l’importance de continuer à poser des questions dans le seul but de comprendre le monde qui nous entoure : il est impossible de prévoir où les connaissances ainsi acquises finiront par nous mener.

The Conversation

Robert Lucas reçoit des financements du Conseil européen de la recherche (ERC), du Wellcome Trust, de l’UKRI (par l’intermédiaire du Medical Research Council et du Biotechnology and Biological Sciences Research Council) et de Fight for Sight. Il est également désigné comme inventeur dans des brevets portant sur l’utilisation de l’opsine des bâtonnets pour restaurer la vision.

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