Quand la lumière éclaire les mystères du cerveau : comment un chercheur de la Côte d’Azur utilise la technique récompensée par le prix Nobel de médecine 2026

Le prix Nobel de médecine 2026 a mis en lumière une technique novatrice qui a transformé le domaine des neurosciences. À Sophia Antipolis, Sebastian P. Fernandez, chercheur à l’Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (IPMC-CNRS UMR 7275), applique cette méthode pour explorer les circuits cérébraux liés à l'anxiété.

La question centrale est de savoir comment identifier, au sein d'un océan de milliards de neurones, ceux qui sont responsables de la peur ou de l'anxiété. La réponse réside dans l'utilisation de la lumière. Cette approche, connue sous le nom d'optogénétique, a été honorée par le prix Nobel de physiologie ou médecine 2026. Pour Sebastian P. Fernandez, cette distinction est particulièrement réjouissante, car l'optogénétique est au cœur de ses recherches sur les mécanismes cérébraux du stress et de l'anxiété.

« C’est incroyable de voir à quelle vitesse cet outil a été intégré dans les laboratoires », souligne-t-il. Pour comprendre cette révolution, il est essentiel de revenir à une découverte initiale qui n'avait pas de lien direct avec le cerveau.

Tout commence avec des microalgues. Deux chercheurs, Peter Hegemann et Georg Nagel, examinent des protéines permettant à ces algues de réagir à la lumière. Ils découvrent que l'une d'elles, la channelrhodopsine, agit comme un canal ionique activé par la lumière. Cette découverte va inspirer le neuroscientifique Karl Deisseroth, qui imagine une idée innovante : et si l'on pouvait insérer cette protéine dans des neurones pour contrôler leur activité grâce à des impulsions lumineuses ? C'est ainsi qu'est née l'optogénétique, alliant génétique et optique pour agir sur des cellules spécifiques avec une précision milliseconde.

Cette technique a révolutionné le domaine des neurosciences. « Auparavant, les chercheurs pouvaient observer l'activité cérébrale ou stimuler certaines zones, mais il leur était difficile d'isoler des types de neurones sans perturber les cellules environnantes. Une même région du cerveau peut être impliquée dans plusieurs fonctions, parfois très différentes », explique le scientifique.

L'optogénétique permet de franchir une étape décisive : activer ou inhiber des populations neuronales spécifiques au moment voulu et observer les effets sur le comportement. « Autrefois, on traitait les circuits et les neurones comme un ensemble. Désormais, nous pouvons accéder à des populations spécifiques et les manipuler différemment », ajoute-t-il.

Au sein de l'IPMC, avec Jacques Barik et leur équipe, Sebastian P. Fernandez utilise cette méthode pour analyser les circuits cérébraux associés aux troubles anxieux, afin de comprendre pourquoi certaines réponses au stress deviennent excessives ou durables. Grâce à l'optogénétique, ils ont identifié en 2022 un circuit lié au freezing, un comportement caractéristique de la peur, dans une région du cerveau habituellement associée à la récompense. Plus récemment, en 2025, ils ont démontré « comment le stress social peut altérer un circuit spécifique au sein de l'amygdale, une structure cérébrale impliquée dans le traitement des émotions et des menaces ».

Actuellement, l'équipe poursuit ses recherches sur la prise de risque : comment le cerveau décide-t-il entre une récompense et un danger ? Cette question fondamentale, inspirée par les algues, pourrait apporter des réponses significatives.

Bien que l'optogénétique soit principalement un outil de recherche, elle a déjà montré des résultats cliniques impressionnants dans le domaine de la vision. En 2021, une équipe comprenant des chercheurs de l’Institut de la Vision à Paris a rapporté une récupération partielle de la fonction visuelle chez un patient atteint de rétinopathie pigmentaire. Cette maladie entraîne la dégénérescence des cellules rétiniennes sensibles à la lumière. Les résultats ont été obtenus en injectant un vecteur génétique dans l'œil pour permettre à certaines cellules rétiniennes de produire une protéine photosensible. Cependant, cette récupération nécessite le port de lunettes spécifiques pour stimuler les cellules modifiées.

Les techniques de neuromodulation actuellement utilisées en clinique, comme la stimulation cérébrale profonde pour traiter la maladie de Parkinson, agissent sur des régions cérébrales sans distinguer les différents types de neurones et circuits. « L'optogénétique prouve qu'il est possible d'intervenir de manière beaucoup plus sélective », conclut Fernandez. Pourtant, son utilisation en neurologie et en psychiatrie reste largement expérimentale, nécessitant la résolution de plusieurs défis, notamment rendre les cellules ciblées sensibles à la lumière et délivrer celle-ci de manière appropriée.