Les axones pourraient être en forme de perles et non des tubes lisses, remettant en cause 100 ans de neurosciences

Pendant plus d'un siècle, les manuels d'anatomie ont représenté les axones neuronaux comme des tubes lisses et uniformes transportant les signaux électriques à travers le cerveau. De nouvelles recherches menées par la Johns Hopkins Medicine remettent en question cette image fondatrice, révélant que de nombreux axones forment naturellement des chapelets de petites renflements répétitifs — une architecture en forme de perles qui pourrait activement moduler la propagation des signaux dans les circuits neuronaux.

L'étude, publiée dans <em>Nature Neuroscience</em> en décembre 2024, a utilisé des neurones de souris examinés dans des conditions soigneusement conçues pour préserver leur structure naturelle. Les chercheurs ont identifié de petits renflements répétitifs qu'ils ont appelés varicosités non synaptiques — distincts des renflements synaptiques plus grands déjà connus de la science. Fait crucial, ces axones perlés n'étaient pas des signes de lésion. Les axones en chapelet ont longtemps été associés à la neurodégénérescence et à la mort cellulaire, mais ces travaux suggèrent que le perlage à l'échelle nanométrique pourrait être une caractéristique anatomique normale des neurones sains.

L'équipe a d'abord soupçonné que le squelette protéique interne de l'axone était responsable de cette forme en perles. Lorsque l'étudiante en doctorat Jacqueline Griswold a perturbé cet échafaudage, le perlage a persisté, désignant plutôt les propriétés physiques de la membrane axonale elle-même. Une collaboration avec des biophysiciens théoriciens a permis de modéliser comment la tension membranaire et la composition lipidique pouvaient générer et maintenir ces renflements répétitifs sans cause pathologique.

Des recherches connexes ont depuis confirmé la présence d'axones perlés dans le tissu cérébral humain, renforçant l'hypothèse selon laquelle il s'agit d'une caractéristique biologique conservée plutôt que d'un artefact des conditions de laboratoire. La forme de ces varicosités semble influencer la vitesse de conduction électrique, ce qui signifie que la structure cérébrale et la vitesse cérébrale pourraient être liées de façon plus étroite qu'on ne le pensait auparavant.

Pour la science de la longévité, les implications sont notables. La structure des axones se dégrade dans des pathologies telles que la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, et au cours du vieillissement normal. Comprendre à quoi ressemble réellement une architecture axonale saine — et ce qui la maintient — est un préalable indispensable pour identifier quand et pourquoi elle se détériore. Cette découverte ouvre un nouveau chapitre dans la cartographie des bases physiques de la résilience neuronale et du vieillissement cognitif.