Un souvenir, une émotion, un geste : dans votre cerveau, chacun mobilise des réseaux de cellules nerveuses. Pour comprendre ce que fait un neurone au milieu de ses voisins, les chercheurs ont longtemps manqué d’un moyen de le faire réagir au moment choisi. L’optogénétique leur donne cette possibilité, grâce à une préparation génétique des cellules suivie d’une stimulation lumineuse.
Cette méthode est au cœur du Nobel de médecine 2026, attribué le 5 octobre à Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Georg Nagel. Leurs découvertes ont permis de transformer une protéine d’algue sensible à la lumière en outil pour explorer le système nerveux. L’intérêt pour la psychiatrie est de mieux comprendre les circuits impliqués dans les troubles, puis d’orienter la recherche de traitements. [1]
Comment la lumière devient-elle un signal nerveux ?
Éclairer un neurone ne suffit pas. Il faut d’abord lui apporter un gène qui lui permet de fabriquer une protéine photosensible. Cette protéine s’installe dans la membrane, l’enveloppe qui sépare l’intérieur de la cellule de son environnement. Elle devient alors une sorte de porte commandée par la lumière.
Prenons la channelrhodopsine-2, l’une des protéines à l’origine de la méthode. Sous une lumière bleue, son canal s’ouvre et laisse passer des ions, des particules chargées électriquement. Ce mouvement peut déclencher un signal nerveux. En 2005, l’équipe d’Edward Boyden et de Karl Deisseroth a montré qu’elle pouvait ainsi contrôler l’activité de neurones de mammifères avec une précision de l’ordre de la milliseconde. [3]
D’autres protéines permettent au contraire de freiner l’activité d’une cellule. Le choix de la protéine et de la lumière dépend donc de la question posée. Dans le cerveau de souris vivantes, les premières expériences ont utilisé une fine fibre optique introduite dans le cerveau pour apporter la lumière aux neurones préparés. Il ne s’agissait pas d’une lampe placée devant l’animal. [2]
Pourquoi intervenir plutôt que seulement observer ?
Voir des neurones s’activer pendant un comportement donne un indice sur leur rôle. Mais sont-ils à l’origine de ce comportement, ou répondent-ils à ce qui se passe ailleurs ? En les activant ou en les freinant au moment voulu, les chercheurs peuvent tester leur contribution à un comportement, au lieu de se limiter à constater qu’ils sont actifs.
La mémoire fournit un exemple parlant. Dans une expérience publiée en 2012, des chercheurs ont repéré chez des souris les cellules associées à une expérience de peur. En réactivant ensuite ces cellules, ils ont observé des signes de peur alors que les animaux n’étaient pas en danger. Ce travail aide à comprendre comment un souvenir peut être mobilisé par un réseau de neurones. [2]
Le ciblage repose sur les cellules auxquelles on fait fabriquer la protéine. Des neurones proches les uns des autres peuvent remplir des rôles différents, d’où l’intérêt de choisir un type de cellules plutôt qu’une zone entière. La commande est lumineuse, même si le signal qui circule ensuite dans le neurone reste électrique.
Pour la dépression, un outil de recherche avant un soin
Comment certains circuits participent-ils à la dépression ? Une revue publiée en 2025 décrit l’utilisation de l’optogénétique chez la souris pour explorer cette question. Les chercheurs font produire des protéines photosensibles à des cellules choisies, modifient leur activité par la lumière, puis examinent les effets sur le comportement et le fonctionnement du système nerveux. [4]
L’objectif est de mieux cerner les mécanismes de la maladie et d’aider la recherche sur les antidépresseurs. Repérer un circuit et comprendre comment il réagit peut orienter les pistes à explorer. Cela ouvre une voie vers de futurs traitements qui ne consisteraient pas nécessairement à éclairer le cerveau des patients.
Les expériences animales ont toutefois leur propre périmètre : un comportement de souris ne résume pas l’expérience d’une personne dépressive. Ces travaux ne démontrent pas un traitement efficace de la dépression chez l’humain. Leur apport est, pour l’instant, de rendre certaines questions sur les circuits nerveux plus faciles à tester.
Un passage aux soins déjà exploré dans la rétine
Un exemple clinique concret vient de l’œil. En 2021, l’équipe de José-Alain Sahel a rapporté une récupération partielle de la fonction visuelle chez un patient aveugle atteint de rétinite pigmentaire, une maladie qui détruit les photorécepteurs de la rétine. Une injection dans l’œil a apporté le gène d’une protéine photosensible à d’autres cellules rétiniennes. Des lunettes spécialement conçues projetaient ensuite les impulsions lumineuses nécessaires à leur activation. [5]
Avec l’œil traité et ces lunettes, le patient pouvait percevoir, localiser, compter et toucher différents objets. Sans les lunettes, il ne les détectait pas visuellement, même après l’injection. Le résultat décrit une amélioration partielle chez une personne, pas le retour d’une vision normale ni une efficacité établie pour tous les patients.
Cette expérience montre comment la préparation des cellules et la lumière peuvent être réunies dans une application médicale. Elle concerne la rétine et la vision. Pour les troubles psychiatriques, la voie décrite plus haut reste celle de la recherche sur les circuits et sur les traitements possibles.
Le changement apporté par l’optogénétique se comprend ainsi à l’échelle d’une cellule : choisir quels neurones faire réagir, quand, puis observer ce qui change dans le réseau. C’est cette précision qui nourrit l’espoir de mieux comprendre les troubles du cerveau, avec un passage aux soins à établir pour chaque application.
Sources et références
- Assemblée Nobel du Karolinska Institutet — Communiqué du prix Nobel de physiologie ou médecine 2026, 5 octobre 2026.
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release - Comité Nobel de physiologie ou médecine — A light-sensitive algal protein energised neuroscience, présentation scientifique du prix 2026.
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/popular-information - Boyden ES et al. — Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nature Neuroscience, 2005. DOI : 10.1038/nn1525.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16116447 - Zhang J et al. — Application of Optogenetic Neuromodulation in Regulating Depression. Current Medical Science, 2025. DOI : 10.1007/s11596-025-00037-z.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40146525 - Sahel JA et al. — Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy. Nature Medicine, 2021. DOI : 10.1038/s41591-021-01351-4.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34031601
