Des biochimistes américains de l'université Cornell à New York (États-Unis) ont probablement élucidé la raison pour laquelle notre cerveau dépense autant d'énergie. "Le fait qu'il consomme 20 % de l'énergie disponible dans notre corps alors qu'il ne représente que 2% de son poids restait jusqu'à présent un mystère", explique Gilles Bonvento, chercheur au Laboratoire des maladies neurodégénératives (CEA/CNRS/université Paris-Saclay), qui n'a pas participé à l'étude.

Les besoins énergétiques du cerveau semblent indépendants de l'activité mentale

Cette consommation se traduit par un besoin crucial en glucose sanguin, principale source d'énergie du cerveau. Ainsi, une légère hypoglycémie peut parfois provoquer un évanouissement. Plus mystérieux encore, les besoins énergétiques du cerveau semblent indépendants de l'activité mentale : ils sont similaires que l'on soit au repos ou en pleine réflexion et se maintiennent même chez les patients plongés dans le coma. Plusieurs mécanismes liés à l'activité propre aux cellules nerveuses avaient déjà été proposés pour expliquer ce métabolisme énergétique élevé. "L'un des plus importants semble être celui du maintien de l'excitabilité électrique des milliards de neurones cérébraux qui leur permet de communiquer entre eux ", précise Gilles Bonvento.

Une activité permanente des synapses en cause

Pourtant, des expériences effectuées par le passé ont montré qu'une part notable de la consommation d'énergie du cerveau avait une autre origine. Les chercheurs américains ont découvert qu'elle pouvait provenir d'une autre activité typique des neurones, celle qui leur permet de libérer leurs neurotransmetteurs au niveau des synapses, ces points de contact par lesquels ces cellules nerveuses communiquent entre elles. "Les neurotransmetteurs sont d'abord concentrés dans des vésicules par une enzyme, note Gilles Bonvento, et l'étude montre que le maintien de ce processus, instable, s'avère particulièrement coûteux en énergie cellulaire." Cette dépense énergétique est multipliée par le fait que des centaines de ces vésicules se retrouvent dans chaque synapse, que chaque neurone peut en comporter des milliers à sa surface, et que ces mêmes neurones se comptent par dizaines de milliards dans le cerveau. Au total, d'après les chercheurs, le maintien permanent de la capacité des neurones à libérer sur le champ leurs neurotransmetteurs représenterait une part élevée de la dépense énergétique du cerveau. "Il s'agit d'une observation nouvelle, confirme Gilles Bonvento. Elle n'a porté que sur un type précis de neurones du cerveau, ceux de l'hippocampe, étudiés in vitro, aussi son importance au niveau de tout le cerveau reste à vérifier. "

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