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Pour beaucoup de gens, il va de soi de pouvoir tenir fermement un verre d’eau entre leurs doigts. Mais derrière ce geste se cache un système sophistiqué: les réseaux neuronaux du tronc cérébral transmettent des informations à la moelle épinière et ordonnent ainsi aux fibres musculaires des doigts de se contracter. Des capteurs dans les doigts renvoient à leur tour au système nerveux l’information que la main a exécuté l’ordre donné. Silvia Arber et son équipe s’intéressent à la formation des réseaux neuronaux au cours du développement, à leur fonction et à leur transformation, par exemple grâce à l’entraînement.
Silvia Arber a réussi une telle analyse et élucidation en 2017. Dans un modèle murin, la professeure Arber et son équipe ont pu démontrer qu’une accumulation spécifique de cellules nerveuses dans le tronc cérébral était responsable du contrôle des mouvements de marche. «L’analyse simultanée des cellules nerveuses stimulantes et inhibitrices n’a pas été suffisamment révélatrice: seule la séparation minutieuse des différentes cellules nerveuses nous a permis de tirer des conclusions sur leurs fonctions», explique Silvia Arber. Lorsque les chercheurs ont stimulé une certaine région de cellules nerveuses stimulantes, ils ont pu simuler des mouvements de marche équivalents à la motricité naturelle. Sur la base de ces résultats de recherche, il pourrait être possible d’améliorer les troubles moteurs qui surviennent par exemple en relation avec des maladies neurodégénératives. Les résultats de ces recherches ont été publiés dans la célèbre revue «Nature».
En plus du tronc cérébral, Silvia Arber et son équipe ont également analysé le cortex moteur – une zone de notre cortex cérébral qui est responsable du contrôle des mouvements arbitraires. Pendant longtemps, il n’était pas exactement connu comment cette zone contrôlait les mouvements. Une collaboration entre la professeure Arber et le professeur Keller de l’Institut Friedrich Miescher (FMI) a permis de se rapprocher de la résolution de ce mystère en 2018. Les chercheurs ont découvert que le cortex moteur est uniquement sollicité lorsqu’un mouvement se produit en raison d’une situation inattendue. Reprenons l’exemple du verre d’eau et imaginons que quelqu’un nous pousse accidentellement par derrière. Le mouvement qui en résulte pour retrouver l’équilibre est contrôlé par le cortex moteur. Cette découverte majeure est basée sur des expériences complexes sur des animaux au cours desquelles les mouvements de souris dans un tunnel virtuel ont été observés. «Lorsque nous déclenchions des changements visuels inattendus, nous pouvions détecter une activité neuronale différente dans le cortex moteur que lors des changements de mouvement initiés spontanément, et cette activité était essentielle pour l’exécution du mouvement de correction», déclare Silvia Arber.
Silvia Arber est née à Genève en 1968 et a étudié la biologie au Biozentrum de l’Université de Bâle. En 1995, elle a obtenu son doctorat en neurobiologie à l’Institut Friedrich Miescher (FMI). Silvia Arber est restée fidèle aux deux institutions – malgré un séjour en tant que stagiaire postdoctorale à l’Université de Columbia à New York: depuis 2000, Silvia Arber fait de la recherche et enseigne au Biozentrum (depuis 2008 comme professeure titulaire de neurobiologie) et au FMI (depuis 2004 comme cheffe de groupe de recherche titulaire). En 2019, Silvia Arber a été nommée codirectrice du FMI.