Comprendre pourquoi on voit ce que l'on voit ! » Quand vous demandez à Frédéric Chavane quel rêve le fait courir, à 33 ans, la réponse tombe en un clin d'œil, avec une belle sincérité. On croise les doigts pour ce neurophysiologiste culotté, chargé de recherche au CNRS et membre de l'équipe Dyva (Dynamique de la perception visuelle et de l'action) au sein de l'Institut de neurosciences cognitives de la Méditerranée (INCM). En tout cas, comptez sur lui pour vous prouver que le cortex visuel primaire est un continent aux joies lumineuses et la « plate-forme d'imagerie optique extrinsèque », qu'il pilote main dans la main avec Ivo Vanzetta, un joujou révolutionnaire. C'est que les techniques d'imagerie classiques présentent toutes l'inconvénient d'« offrir soit une bonne résolution spatiale, soit une bonne résolution temporelle, mais jamais les deux en même temps. Notre dispositif chez l'animal éveillé affiche une précision temporelle proche de la milliseconde et une précision spatiale de quelques dizaines de micromètres ». Bref, un « deux en un » unique en Europe offrant la possibilité de voir travailler en direct absolu le cerveau d'un singe en train d'accomplir une tâche comportementale.

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© © Jancke, Chavane, Naaman & Grinvald 2004

Unique en Europe, la plate-forme d'imagerie optique extrinsèque sur laquelle travaille Frédéric Chavane permet de visualiser en temps réel l'activité d'une large population de neurones et de mieux analyser le fonctionnement du cortex visuel.

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Une pure grosse tête que ce croisé du cortex ? Ne pas se fier aux apparences. En insistant un peu, Frédéric le Conquérant, Parisien de naissance, fils d'un père ingénieur en informatique et d'une mère administratrice de théâtre, vous avoue sa passion pour ses trois enfants, la bonne chère, le Venezuela (« Le pays avec lequel j'ai le plus d'atomes crochus, après la France »), Neruda (« Quand j'étais petit, je voulais être poète ! ») et les maths, qui lui ont permis de sauter tous les obstacles scolaires mais sont « trop déconnectées du monde ». Son déclic pour les mystères du cerveau, il l'a connu post-ado, fasciné par « une structure totalement éblouissante ». Après un crochet par l'University of South California (« Je suis allé faire un an de psychologie à Los Angeles »), il trousse sa thèse sous l'aile de son « mentor », Yves Frégnac, dans l'Unité de neurosciences intégratives et computationnelles du CNRS, à Gif-sur-Yvette. Puis, taraudé par l'envie de « comprendre ce qui se passe en temps réel au niveau d'une population de neurones, et non plus d'un neurone unique », il fait ses valises et séjourne de 1999 à 2002 en Israël. Destination : Rehovot, où officie le pape de l'imagerie optique, le Dr Amiram Grinvald, patron du Grodetsky Center for Research of Higher Brain Functions au Weizmann Institute of Science. Trois années de labeur mises à profit pour se familiariser avec les propriétés optiques du roi des organes, avant de quitter la Terre Promise et d'importer son savoir-faire à Marseille. « Guillaume Masson et Alexa Riehle ont eu la chance de le recruter au moment où nous intéressions à l'imagerie chez le singe vigile et où nous disposions des fonds nécessaires pour construire ce type de plate-forme », explique Driss Boussaoud, directeur de l'INCM et ravi d'avoir sous ses ordres « ce garçon très intelligent ». Fermez le banc et faites asseoir Nono (un macaque) dans le box d'imagerie optique. S'ensuit, comme chaque jour, une longue séance de stimuli visuels diffusés sur un écran et auxquels réagit l'animal, la tête immobilisée pendant qu'une caméra, la pièce-clé du dispositif, filme son cortex sur lequel les chercheurs ont déposé un colorant. « Cette substance, qui n'altère en rien le fonctionnement du cerveau, se fixe sur la membrane des neurones et émet une fluorescence chaque fois que ces derniers sont excités par une tâche visuelle. La caméra peut donc enregistrer en temps réel des vagues d'activation au sein du cortex visuel », commente Frédéric. Réservée à l'exploration des couches superficielles du cerveau, la merveille fait des étincelles : « Grâce à elle, nous pouvons mesurer les dynamiques d'interactions au sein de larges populations de neurones corticaux. L'avantage est considérable car nous accédons ainsi directement à la représentation interne, sur le cortex, du monde extérieur, représentation qu'il est ensuite possible de comparer avec la perception. » Et de se réjouir d'étudier « une structure qui ne fonctionne pas comme un simple appareil photo, mais qui interprète les séries d'images statiques qui lui arrivent pour réaliser une perception illusoire de mouvement ».

Un sérieux progrès – une « contribution modeste », rectifie Frédéric – dans la compréhension de la mécanique cérébrale. La meilleure façon de remercier ce « curieux de tout » ? Lui offrir un vers (de Paul Valéry) : « Maître Cerveau sur un homme perché / Tenait dans ses plis son mystère »…

Philippe Testard-Vaillant