Rappel du contexte scientifique

Le projet Neuro2Co vise à démontrer l’hypothèse selon laquelle l’organisation des connexions du circuit des émotions, en particulier celle des connexions de la substance grise périaqueducale, rend compte des capacités d’adaptation comportementale des individus exposés à un danger ou un stress. Pour démontrer cette hypothèse, les chercheurs ont choisi d’étudier et de comparer les connexions cérébrales de deux lignées de cailles adultes sélectionnées pour un comportement de peur.

Ce travail a été initié par l’équipe NDCS, Neuroéthologie & Développement des Comportements Socioémotionnels (Dr Elodie Chaillou, Inra-PRC) en collaboration avec NeuroSpin (Dr Cyril Poupon, CEA-NeuroSpin).

Réalisation du projet de recherche

Deux types d’acquisition par imagerie par résonance magnétique (IRM) ont été réalisés par Raïssa Yebga-Hot, étudiante en thèse avec Cyril Poupon à NeuroSpin : des IRM anatomiques nécessaires pour identifier toutes les régions cérébrales de l’encéphale de caille, et des IRM de diffusion nécessaires pour identifier tous les faisceaux de fibres de l’encéphale de caille.

Les IRM anatomiques ont été exploitées par Marine Siwiaszczyk, étudiante en thèse avec Elodie Chaillou et Scott Love dans l’équipe NDCS (Inra-PRC).

Suivi du projet de recherche par les élèves de l’atelier scientifique Ciboulot

Depuis la création de l’atelier scientifique Ciboulot en septembre 2017, les élèves ont suivi les études menées par Marine Siwiaszczyk et Raïssa Yebga-Hot et pris part au projet de recherche.

Dans un premier temps, les élèves ont découvert les cailles et plus particulièrement les comportements qu’elles exprimaient dans des situations déclenchantes de peur. A partir de ces connaissances, les élèves se sont lancés dans la modélisation de ces comportements et la création des Robots-Cailles, présentés plusieurs fois dans des actions de médiation scientifique (Fête de la science, Semaine du cerveau…).

Dans un deuxième temps, les élèves ont découvert l’IRM utilisée pour étudier l’organisation anatomique des encéphales de cailles. Ils ont notamment eu la possibilité de visiter le laboratoire dans lequel les acquisitions avaient été faites (visite de NeuroSpin, juin 2018).

Enfin, les élèves ont appris à utiliser un logiciel qui permet de délimiter (segmenter) les régions cérébrales. Il s’agit du logiciel ITK-Snap utilisé par Marine Siwiaszczyk dans son travail de thèse.

Alors que les élèves de l’atelier scientifique Ciboulot du collège André Bauchant ont découvert les premières IRM du cerveau de cailles en 2018, Marine Siwiaszczyk et Raïssa Yegba-Hot ont souhaité leur présenter les résultats de leur travail de recherche.

Premiers résultats du projet Neuro2Co : le connectome de cailles émotives est-il le même que celui des cailles non émotives ?

C’est le mardi 2 avril 2019 que les élèves de l’atelier scientifique Ciboulot du collège André Bauchant (Chateau-Renault) ont accueilli Raïssa Yebga-Hot et Marine Siwiaszczyk. Habitués à travailler avec Marine au cours des ateliers pour segmenter des images IRM anatomiques, les collégiens ont cette fois découvert l’utilité de leur travail dans le programme de thèse de Marine et Raïssa. En particulier, Marine a rappelé que le premier objectif de sa thèse était de créer un atlas anatomique IRM de l’encéphale de caille. Après un bref récapitulatif du travail réalisé pour atteindre ce premier objectif, Raïssa a présenté les connectomes qu’elle a pu identifier dans les encéphales de cailles à partir des IRM de diffusion.

Alors que les collégiens, de par la pratique en atelier, avaient conscience du temps nécessaire pour créer l’atlas anatomique, ils ont à nouveau réalisé que le processus pour identifier les connexions cérébrales est lui aussi très long. En effet, Raïssa  a expliqué toutes les étapes de son protocole : de l’acquisition des images IRM jusqu’à l’obtention des connectomes en passant par tous les processus de post-traitement d’images qu’il a fallu tester et valider. Raïssa a souligné que chacune de ces étapes pouvaient durer de quelques minutes à quelques jours !! Par exemple, l’acquisition des images IRM peut prendre plusieurs jours en sachant que la machine ne sert pas qu’à une personne mais à plusieurs équipes ! De même, certains calculs nécessaires au post-traitement d’image peuvent durer plusieurs heures, voire plusieurs jours, et que le résultat n’est pas toujours satisfaisant… et qu’il faut recommencer !!

Les collégiens ont ainsi compris pourquoi il avait fallu autant de temps avant qu’ils puissent découvrir les premières images IRM d’encéphales de caille !!

Cet atelier tourné vers les résultats scientifique du projet Neuro2Co s’est terminé par un échange entre Raïssa et Marine, les deux doctorantes du projet, et les collégiens de l’atelier. Quelle surprise pour toutes les deux de mesurer l’impact de l’atelier sur le niveau de connaissances des élèves : « En 4^ème, ils savent ce qu’est une thèse, ont compris l’intérêt de comparer les deux lignées de cailles et peuvent expliquer ce qu’est le connectome !! ». Et quelle joie pour les élèves de découvrir une première version de l’atlas des connexions d’un cerveau de caille !

Rédaction : Marine Siwiaszczyk, Elodie Chaillou avec la complicité des élèves de l'atelier Ciboulot.