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Philo-science
Modèle 101
Erik Harvey-Girard


Certains mots peuvent avoir diverses significations selon le contexte ou le champ de connaissance. Prenons par exemple, mais pas par hasard, le mot modèle. L’artiste-peintre imagine immédiatement un sujet à reproduire sur sa toile; les gens de la mode voient un cintre vivant, grande et blonde de préférence; l’adolescent que j’ai été se rappelle des modèles réduits dont je brisais toujours un morceau essentiel et qui se voulait une réplique miniature d’un véhicule; l’industriel conçoit le modèle comme la matrice qui sera reproduit le plus souvent possible pour satisfaire le marché et ses actionnaires.

 

Commençons par le plus simple, le modèle animal utilisé en biologie. Un modèle animal définit une catégorie d’animaux qui montrent des propriétés et des structures semblables aux humains pour les processus qu’on désire étudier. Par exemple, on étudie le système visuel chez les singes macaques parce qu’il est très semblable à celui des humains. Comme les propriétés et les structures du système visuel sont très semblables entre les macaques et les humains, on peut largement transposer les découvertes faites chez les macaques aux humains. Logique!

 

Le lien peut être plus éloigné et être encore adéquat. Par exemple, la mémoire spatiale chez les souris et les rats est très semblable à celle des humains et utilise des structures cérébrales similaires, en particulier l’hippocampe. En fait, l’idée est que durant l’évolution, une structure d’un ancêtre commun aux mammifères s’est développée en gardant sa fonction chez les diverses espèces qui lui ont succédé. Par exemple, les yeux de l’ancêtre des mammifères ont évolué en yeux chez tous les mammifères incluant le rat et l’humain. Dit autrement, Mère Nature a fabriqué un rat et un homme avec les mêmes matériaux de base ayant la même architecture générale et des fonctions semblables. Un rat et un homme, c’est du pareil au même! «Je le savais» dirait ma blonde… Bon! y’a quelques différences quand même!

 

En fait, plus le lien est éloigné entre le modèle animal et l’humain plus la relation entre les deux devient générale… et parfois floue. Par exemple, le développement de la locomotion chez les poissons zébrés est semblable au développement de la locomotion de l’embryon humain aux premiers stages embryonnaires. Comprendre le développement de la nage chez ces petits poissons permet de mieux comprendre notre propre développement locomoteur à ces stages précoces. Cependant, ces similarités doivent toujours être nuancées par les différences entre les espèces. Il y a par exemple plusieurs choses communes entre les poissons et les humains: besoin en oxygène, circulation sanguine, bilatéralité (corps à deux côtés), segmentation du corps, présence d’une colonne vertébrale, encéphalisation (concentration du système nerveux dans un cerveau), décussation du système nerveux (cerveau gauche opère le côté droit du corps et vice versa), etc. Pourtant, ma blonde n’accepte pas de se faire traiter de «truite»! Et je m’en garde bien. On se rappelle qu’il faut toujours par la suite, ré-appliquer et revérifier les principes découverts chez les animaux modèles aux humains ou aux autres espèces. Il y a bien des similitudes, mais il est bon de se souvenir des différences.

 

Mais l’éloignement entre les espèces ne veut pas dire inutilité de la recherche. J’en reviens encore à l’idée de lien plus général. Par exemple, les recherches effectuées dans les années 70 sur les synapses entre les neurones sensitifs et moteurs de l’aplysie, un escargot de mer, ont démontré que la mémoire et l’apprentissage étaient supportés par les modulations des synapses. Hé oui! un escargot apprend et a de la mémoire! Renforcer les messages délivrés par les synapses entre certains neurones permet d’apprendre et de mémoriser. L’inverse peut permettre d’apprendre l’inverse ou d’oublier, c’est selon le cas. Le même processus se retrouve aussi chez les humains. Quand mon deuxième garçon a eu neuf mois, il a participé à une étude sur l’habituation aux sons dans son environnement. Ça m’a jeté à terre! La chercheure utilisait les mêmes protocoles expérimentaux (adaptés bien sûr, sans électrodes et dissection) et les mêmes traitements mathématiques que vingt-cinq ans plus tôt avec le réflexe de l’aplysie.

 

Vous pensez qu’on ne peut pas aller plus loin et avoir des questions générales qui peuvent servir de modèles? Sachez qu’on étudie les levures, entre autres, pour le fonctionnement de l’appareil de Golgi. Celui-ci sert à la maturation et au triage des protéines fabriquées dans chacune de nos cellules. Plusieurs maladies humaines sont d’ailleurs reliées à des troubles de maturation des protéines dans certaines cellules. Comprendre cela chez les levures permet un peu de faire avancer la recherche pour guérir ces maladies humaines.

 

Pourquoi donc prendre des espèces animales (ou non) et leur système comme modèle? La similarité d’architecture et de fonctionnement permet une utilisation nuancée des modèles animaux, mais ne la justifie pas. En fait, la réponse est toute simple : c’est la simplicité. L’étude du développement de la locomotion lors des premières semaines de grossesse d’un embryon dans l’utérus de sa mère serait techniquement et éthiquement irréalisable. L’utilisation d’un œuf transparent de petit poisson est beaucoup plus simple. Pardon pour les amants de ces petits poissons! De même, comprendre l’importance des synapses dans les processus de mémoire est beaucoup plus simple dans une aplysie avec un circuit de neurones très simple que de faire la même chose avec mes 100 milliards de neurones pendant la préparation d’un examen de neurosciences. Les modèles animaux permettent de simplifier techniquement, conceptuellement et éthiquement les expériences. Ils permettent aussi de diminuer les coûts d’exploitation des laboratoires. Entretenir des souris coûte une fraction des frais d’une blonde! Elles discutent moins les protocoles expérimentaux et se reproduisent rapidement, ce qui permet de faire plusieurs expériences. Mais bon, j’arrête ici avant que je ne devienne moi-même un modèle animal… :\

 

Références
Erik Harvey-Girard.  "Modèle 101."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Mai 29, 2005. <  >

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