En 1973, avec Philippe Courrège et Antoine Danchin, Changeux propose un modèle décrivant comment au cours du développement du système nerveux, l’activité du réseau entraine la stabilisation ou l’élimination des synapses qu’il contient[2] et l’illustre avec des expériences sur la jonction neuromusculaire.
Ce modèle est précurseur du “Darwinisme neuronal” qui a été défendu par la suite par Gerald Edelman. Changeux poursuit et illustre cette idée[35]. Pendant les années 1980, il essaie de le documenter soit avec des souris mutantes[36][37], soit avec des expériences de dénervation[38][39].
Fonction du récepteur nicotinique
Au cours des années 1990, le groupe de Changeux s’intéresse à la structure du récepteur nicotinique de l’organe électrique de gymnote ou de torpille et étend ses investigations au rôle physiologique de ce récepteur soit à la jonction neuromusculaire, la synapse reliant les neurones moteurs au muscle squeletique soit dans le cerveau, notamment en relation avec la dépendance à la nicotine.
Dès les années 1980, le groupe étudie la compartimentalisation d’expression du récepteur dans les cellules musculaires en développement, en relation avec son travail théorique sur l’épigénèse. En particulier, le groupe s’intéresse à l’accumulation du récepteur nicotinique dans la région post-synaptique au cours du développement, concomitante d’un changement d’identité du récepteur. Ils démontrent que l’accumulation résulte: 1. de l’inhibition de la transcription des gènes du récepteur en dehors de la région synaptique par l’activité électrique qui simule l’entrée de calcium et l’activation de PKC[40][41][42][43], et 2. une stimulation de la transcription au niveau de la synapse par le CGRP activant la PKA[44][45][46] ou par l’ARIA (héréguline) activant des cascades de tyrosines kinases[47][48]. Les éléments promoteurs et facteurs de transcription concernés sont identifiés.
Au cours des années 1990, Changeux évolue progressivement de la jonction neuromusculaire aux récepteurs nicotiniques exprimés dans le cerveau. Parmi les résultats obtenus par le groupe, on peut noter la découverte que les récepteurs neuronaux sont perméables au calcium[49] – ce qui explique que l’effet positif des récepteurs nicotiniques sur la libération de nombreux neurotransmetteurs dans le cerveau[50] – mais aussi que le calcium est un effecteur allostérique modulateur de ces récepteurs[51] (ce qui fut également découvert indépendamment par le groupe de John Dani[52]). Le groupe identifie par la suite les sites de liaison allostérique du calcium[53][14].
Au milieu des années 1990, Changeux a concentré la plupart de ses intérêts sur la fonction du récepteur nicotinique dans les systèmes dopaminergiques mésencéphaliques en utilisant des souris invalidées sélectivement pour différents gènes du récepteur nicotinique. Le groupe a caractérisé les types de sous-unités du récepteur présents dans les neurones dopaminergiques[54][55][56] et identifié les récepteurs responsables de la dépendance à la nicotine, qui engagent les sous-unités α4, α6 et β2[57][58].
Modélisation de la cognition
Depuis les années 1990, Changeux a poursuivi son activité de modélisation computationnelle en s’intéressant aux bases neuronales des functions cognitives. Cette recherche a été effectuée principalement en collaboration avec Stanislas Dehaene qui dirige maintenant une unité Inserm-CEA de neuroimagerie cognitive. Ils ont modélisé, par exemple, l’acquisition de la reconnaissance des chants d’oiseaux[59] ou le développement des capacités numériques chez l’homme[60]. Plus récemment, Dehaene et Changeux ont développé un modèle d’accès à la conscience basé sur le recrutement au niveau cérébral global de réseaux de neurones avec des axones à longue distance: l’espace de travail neuronal conscient[61][62].
Activités non scientifiques
Changeux a été président du Comité Consultatif National d’Éthique en France, de 1992 à 1998, et il est président depuis 1988 de la Commission Interministérielle d’Agrément pour la Conservation du Patrimoine Artistique National.
Changeux est passionné par l’art et a organisé plusieurs expositions : “De Nicolo Dell’Abate à Nicolas Poussin : Aux Sources du Classicisme” (Meaux), “La Lumière au siècle des lumières” (Nancy), “Passions de l’âme” (Meaux) et a co-organisé (avec Jean Clair) “l’Ame au Corps” (Paris Grand Palais).
Changeux est membre du conseil scientifique de l’Agence Internationale des Musées, France Muséums, depuis 2007.
Jean-Pierre Changeux est président de la Commission interministérielle d'agrément pour la conservation du patrimoine artistique national, dite Commission des dations, qui examine l'acceptation des œuvres d'art proposées à l'État français en paiement de droits de succession. Il a lui-même donné des œuvres d'art à l'État dans ce cadre[63].
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