Conscience et cerveau

Conscience et cerveau font aujourd'hui bon ménage. Il n'en a pas toujours été ainsi. A une longue période d'indifférence, suivie d'un temps d'hostilité affichée, fait suite aujourd'hui une idylle grosse de promesses mais riche d'obscurité, de confusions et d'illusions. Le nombre de livres publiés par des philosophes, psychologues, neurobiologistes, physiciens ou mathématiciens (et j'en passe), le nombre de colloques ou de numéros spéciaux de revues consacrés aux relations entre cerveau et conscience est simplement confondant.

Cet engouement vient, pour une grande part, des recherches sur le cerveau lui-même. Il vient surtout de la mise en évidence de dissociations spectaculaires entre ce qu'un patient, souffrant d'une lésion cérébrale circonscrite, est capable de réaliser, sans en avoir la moindre idée, grâce à des capacités de percevoir, de mémoriser, de choisir et arranger l'information pertinente pour réaliser un geste, saisir un objet, éviter un obstacle, être ému par un visage familier. Autant de comportements qu'il exécute sans savoir comment, mais dont il aurait été pleinement conscient sans sa lésion cérébrale. On peut aller jusqu'à dire que toutes les compétences cognitives, y compris les compétences sémantiques, peuvent être, jusqu'à un certain point, réalisées sans que le sujet en ait conscience.

Cette forme de conscience constitue ce que certains auteurs appèlent le problème facile de la conscience, en ce sens qu'une explication en termes de fonctionnement cérébral ne pose pas de problèmes insurmontables. Il n'en va peut-être pas de même de la conscience au sens d'expérience subjective, strictement privée et toujours faite à la première personne ; cet aspect de la conscience constituerait, en revanche, un véritable défi à toute explication scientifique.

Nous nous proposons de passer en revue un certain nombre d'arguments, pris notamment dans le domaine de la perception visuelle, qui établissent des corrélations fortes entre le fonctionnement de régions cérébrales localisées et la conscience que nous avons de ce que nous voyons et de ce que nous ressentons lorsque nous voyons.

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La Neuroendocrinologie

BioTV consacre quatre émissions à la Neuroendocrinologie, une discipline aux croisements des Neurosciences et de l'Endocrinologie. La première de ces émissions est consacrée l'antéhypophyse, glande chef d'orchestre au niveau central. La deuxième porte sur l'histoire de la Neuroendocrinologie, la troisième sur les molécules qui interviennent dans les mécanismes de régulation neuroendocrinienne. Enfin, la dernière, a trait aux pathologies neuroendocriniennes et sur ce qu' a apporté la neuroendocrinologie aux les sciences de la vie.

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Role du trafic membranaire dans la morphogenèse neuronale

Le trafic membranaire est à la base des processus sécrétoires des cellules neuronales et non-neuronales mais son rôle dans l'établissement dans la différenciation neuronale est encore mal établi. Notre objectif est de comprendre comment le trafic membranaire, plus particulièrement l'exocytose et l'endocytose, participent à la morphogenèse neuronale. L'importance des protéines SNAREs dans l'exocytose et dans chaque étape du trafic membranaire est maintenant bien établie. Dans les neurones, la voie d'exocytose des vésicules synaptiques, responsable de la libération des neurotransmetteurs, met en jeu la protéine vésiculaire synaptobréviné 2 (ou VAMP 2, un v-SNARE) qui forme un complexe avec ses SNAREs cibles à la membrane plasmique : SNAP25 et la syntaxine 1, qui, ensemble, forment le t-SNARE). La formation du complexe v-/t-SNARE permet la fusion des bicouches lipidiques de la membrane vésiculaire et de la membrane plasmique 1. Dans l'équipe, nous avons mis en évidence Tetanus neurotoxin Insensitive-VAMP (TI-VAMP) un nouveau membre de la famille VAMP/brévine. Contrairement aux VAMPs 1, 2, et 3 qui sont clivées par la toxine tétanique et les neurotoxines botuliques B, D, F et G, TI-VAMP est insensible aux neurotoxines 2. Nous avons montré précédemment que TI-VAMP se concentre à l'extrémité des cônes de croissance de l'axone et des dendrites 3 et est impliquée dans la croissance neuritique dans les cellules PC12 et les neurones. En effet, l'expression de l'extrémité amino-terminale de TI-VAMP appelé domaine Longin 4 inhibe la croissance neuritique alors que l'expression d'une forme délétée du domaine Longin l'active 5,6. Nous montrons que le domaine Longin contrôle la capacité de TI-VAMP de former des complexes SNAREs avec SNAP25 et syntaxin1 et régule la localisation de TI-VAMP en intéragissant avec l'adaptateur de la clathrine AP-3. En conséquence, ce domaine contrôle simultanément l'activité de TI-VAMP et son ciblage. De plus, l'extinction de l'expression de TI-VAMP par interférence d'ARN bloque la croissance neuritique dans les cellules PC12 et les neurones. Nos résultats récents montrent que TI-VAMP est impliquée dans le trafic de la protéine d'adhésion cellulaire L1 et dans l'adhésion dépendante de L1. L1 est un membre de la superfamille des protéines à domaines immunoglobulines qui a été impliqué dans le développement du cerveau et dont des mutations entraînent des malformations cérébrales 7. Par ailleurs, nous montrons que l'adhésion dépendante de L1 contrôle le trafic membranaire dépendant de TI-VAMP, établissant ainsi une convergence entre trafic membranaire et adhésion cellulaire. L'ensemble de ces résultats démontre que la voie de trafic membranaire dépendante du v-SNARE TI-VAMP joue un rôle fondamental dans la morphogenèse neuronale.

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Les récepteurs à dépendance : Interface entre apoptose et développement du système nerveux
La recherche des mécanismes de réception de signaux extracellulaires par une cellule a jusqu'ici toujours été considérée selon le schéma classique suivant: un ligand fixe un récepteur, ce récepteur devient alors actif et transduit un signal intracellulaire. Un tel schéma n'a pourtant pas permis d'expliquer dans tous les cas, pourquoi et comment de nombreux récepteurs sont impliqués à la fois dans des phénomènes tumoraux mais aussi au cours du développement. Très récemment, nous avons proposé que certains récepteurs, en absence de ligand, ne sont pas forcément inactifs mais au contraire pourrait alors médier une signalisation menant la cellule à sa mort par apoptose. De tels récepteurs, nommés récepteurs à dépendance ou « dependence receptor », et que sont le récepteur de faible affinité aux neurotrophines P75ntr, le récepteur aux androgènes, RET (REarranged during Transfection), le récepteur DCC pour ‘deleted in colorectal cancer', les récepteurs UNC5H et b-integrin, montrent tous une implication dans le développement du système nerveux et dans le même temps dans la régulation de la tumorigenèse. Depuis notre installation en Septembre 1998 au sein du CNRS UMR5534, notre groupe s'attache à étendre les connaissances relatives à ces récepteurs à dépendance. Notre activité se décompose en trois axes: (i) la recherche des mécanismes moléculaires permettant cette double signalisation dépendante du ligand, (ii) la recherche de nouveau récepteur à dépendance et (iii) la recherche de la signification biologique de ces récepteurs, en visualisant in vivo le rôle de l'activité pro-apoptotique de ces récepteurs dans le contrôle de l'échappement tumoral et dans le développement du système nerveux. Au cours de ma présentation je ferais le point sur l'état d'avancement de ces trois axes.

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