Edvard et May-Britt Moser sont à l’origine d’une découverte fondamentale : les cellules de grilles, neurones capables par leur disposition géométrique, de cartographier l’environnement. Découvertes chez de nombreuses espèces, ces cellules jouent un rôle majeur dans notre représentation de l’espace.

Les neurones de grille ou le GPS du cerveau

Comment nous souvenons-nous des endroits que nous avons visités et comment nous repérons-nous dans l’espace ?

En 2005, au Centre de biologie de la mémoire (CBM) en Norvège, Edvard et May-Britt Moser transforment notre compréhension de la mémoire spatiale et ouvrent une large fenêtre dans la boîte noire de notre cerveau. Ils découvrent chez le rat un nouveau type de neurones, qu’ils appelleront « grid cells » ou cellules de grille, et qui fonctionnent comme une sorte de GPS interne. Présentes dans le cortex entorhinal, zone du cerveau impliquée dans les mécanismes de l'olfaction et de la mémoire, ces cellules de grille ont depuis été observées chez plusieurs autres mammifères, dont l’homme.

De l’architecture géométrique de notre « carte » neuronale

Existe-t-il un code spatial dans la structure neuronale des cellules de grille, qui permette de générer une carte mentale de l’environnement ?

Grâce à des microélectrodes implantées dans le cortex cérébral d'un rat, Edvard et May-Britt Moser ont pu enregistrer l'activité de chaque neurone. Ils ont ainsi découvert que l'agencement spatial des cellules de grille montre une égale distance entre chaque cellule voisine. De façon surprenante, en reliant les centres des champs d'activation de chaque cellule, on obtient une grille formée de triangles équilatéraux assemblés en hexagones. Les chercheurs observent également que les cellules de grille s'activent en suivant une dynamique dépendante de la position dans l'espace de l'animal, à l’image du quadrillage dessiné sur le plan d’une ville.

Le cortex géomètre

Dès 2006, la Fondation Bettencourt Schueller a souhaité encourager ces recherches fondamentales, en attribuant à Edvard et May-Britt Moser le Prix Liliane Bettencourt pour les sciences du vivant.

Les chercheurs ont continué à explorer la manière dont ces cellules de grille interagissent avec d’autres types de neurones spécialisés dans la localisation spatiale, telles que les cellules de positionnement, découvertes par John O'Keefe en 1971. Ils ont démontré que le motif hexagonal fiable et régulier des cellules de grille, était généré par le cortex lui-même, sans aucun modèle similaire dans le monde extérieur.

En 2014, la découverte de ces neurones géomètres sera récompensée par le prix Nobel de physiologie ou médecine.

Ces résultats ouvrent la voie à la compréhension des capacités computationnelles extraordinaires du cortex et des fonctions cognitives les plus complexes.

Edvard et May-Britt Moser en quelques mots

May-Britt et Edvard Moser se marient en 1985, alors qu’ils sont encore étudiants en psychologie à l’Université d’Oslo. Unis par leur fascination pour les bases neuronales du comportement, ils entreprennent une thèse sous la direction de Per Oskar Andersen, neurophysiologiste reconnu.

Post-doctorants sous l’égide de John O’Keefe, ils se familiarisent avec les méthodes d’exploration in vivo de l’activité neuronale et orientent leurs recherches sur une fonction cognitive complexe : la représentation spatiale.

Dès 2005, leurs recherches sont couronnées par la découverte des cellules de grilles dans le cerveau du rat, fondamentales pour la mémoire spatiale.

Soutenus par la Fondation Bettencourt Schueller via le Prix Liliane Bettencourt pour les sciences du vivant, ils poursuivent l’élucidation du rôle des cellules de grille, qui leur vaudra le Prix Nobel de physiologie ou médecine en 2014.

Des applications pourraient bientôt voir le jour, notamment dans le cadre du diagnostic précoce de maladies neurodégénératives, telles que la maladie d'Alzheimer.

  • 1995 Doctorats en neurophysiologie, Université d’Oslo, Norvège

  • 1996 Professeurs associés en psychologie biologique, Université norvégienne de science et de technologie, Trondheim (Norvège)

  • 2002 Fondateurs du Centre pour la biologie de la mémoire, Université norvégienne de science et de technologie, Trondheim (Norvège)

  • 2005 Prix W. Alden Spencer, College of Physicians and Surgeons of Columbia University (États-Unis)

  • 2006 Prix Liliane Bettencourt pour les sciences du vivant

  • 2014 Prix Nobel de physiologie ou médecine (Suède)

Prix Liliane Bettencourt pour les sciences du vivant

Le Prix Liliane Bettencourt pour les sciences du vivant récompense chaque année un chercheur de moins de 45 ans pour l’excellence de ses travaux et sa contribution remarquable à son domaine de recherche scientifique. Ce prix est attribué selon les années à un chercheur établi en France ou travaillant dans un autre pays d'Europe. Vingt-sept lauréats ont été récompensés depuis 1997. A partir de 2023, la dotation de ce prix récompense personnellement le lauréat à hauteur de 100 000 euros.

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