Un projet de recherche transdisciplinaire vise à créer un pont entre l’astrophysique et la microscopie à super-résolution pour la neuroscience
A priori, les étoiles dans le ciel et les maladies neurodégénératives dans le cerveau n’ont rien en commun. Cette observation pourrait toutefois changer à la suite des travaux avant-gardistes que mène une équipe composée de chercheurs de l’Université Laval et de l’Université de Toronto. Leur projet de recherche d’une durée de deux ans a été lancé en 2021. Il est financé par l’Institut canadien de recherches avancées, CIFAR en anglais, et par le prestigieux New Frontier for Research Fund. Cet organisme finance des programmes qui se veulent ambitieux, hors de l’ordinaire et intersectoriels.
« Tout a commencé au printemps 2020 à l’occasion d’une rencontre en mode virtuel organisée par CIFAR, qui avait pour but de voir comment la recherche en astrophysique pouvait se rapprocher de la recherche biomédicale, raconte Flavie Lavoie-Cardinal, professeure adjointe au Département de psychiatrie et de neurosciences de l’Université Laval. Je préparais une des conférences d’ouverture que je devais prononcer devant un auditoire composé principalement de gens du domaine de l’astrophysique. J’ai regardé des images de l’espace produites par la chercheuse en astrophysique de l’Université de Toronto qui devait donner l’autre conférence d’ouverture, Renée Hložek, et j’ai réalisé que ces images présentaient des caractéristiques très semblables à celles que nous produisons en laboratoire. »
Selon elle, les deux disciplines scientifiques travaillent sur des signaux difficilement détectables et utilisent des techniques d’intelligence artificielle pour le traitement des images. « Les astrophysiciens, dit-elle, font la détection de phénomènes rares ou anormaux. Dans notre équipe à l’Université Laval, nous voulons détecter des signes précurseurs de deux maladies dégénératives, le parkinson et la sclérose latérale amyotrophique, et ce, bien avant que les patients aient des symptômes. Le but du projet est de détecter les signaux suffisamment à l’avance pour que puisse intervenir la médecine préventive. »
Dans leurs travaux, les chercheurs de l’Université Laval utilisent des microscopes à super-résolution. Ces outils perfectionnés permettent de capturer les structures synaptiques du cerveau avec une résolution 10 fois meilleure que celle d’un microscope optique standard. Ils réussissent ainsi à observer des patterns non visibles et à repérer les anomalies potentielles. Les images obtenues présentent beaucoup de similitudes avec les données que les astrophysiciens trouvent dans les images du ciel obtenues par différents télescopes. Ces images représentent de grands volumes de données desquels les spécialistes extraient des signaux.