Professeur de recherche
Laboratoire de neurobiologie computationnelle
Dans le cerveau, il existe un équilibre entre l'activation et l'inhibition des neurones, comparable à l'équilibre entre l'accélération et le freinage d'une voiture. Le maintien de cet équilibre (appelé homéostasie) dans les circuits cérébraux est essentiel aux processus cognitifs, mais sa perturbation peut entraîner des troubles tels que la schizophrénie et l'autisme. Bien que les symptômes de ces maladies apparaissent à différents moments de la vie, ils peuvent avoir une cause similaire : un développement cérébral anormal à des périodes critiques de la petite enfance.
Margarita Behrens étudie les gènes, les influences environnementales et leurs interactions afin de déterminer pourquoi certaines personnes développent un trouble neurodéveloppemental et d'autres non. Forte de sa solide expérience en génomique, neurobiologie et physiologie, Behrens se concentre sur la formation et la perturbation des circuits neuronaux au sein du cortex préfrontal, une zone du cerveau responsable de la prise de décision et du raisonnement, de la fin de la grossesse à l'adolescence.
Son équipe utilise diverses méthodes pour comprendre les règles qui régissent la maturation cérébrale pendant la période périnatale, période au cours de laquelle les circuits neuronaux se forment. Elle mesure l'activité électrique des circuits neuronaux, visualise la formation des synapses neuronales et étudie la maturation de sous-types de neurones en observant une couche de marqueurs chimiques sur l'ADN appelée épigénome. Ces marqueurs – des groupes méthyles (CH3) – se lient à l'ADN pour activer et désactiver les gènes, et on pense de plus en plus qu'ils jouent un rôle majeur dans la santé et la maladie. Au sein d'un vaste consortium, l'équipe Behrens identifie de nouveaux sous-types de neurones en fonction de leurs profils de méthylation de l'ADN (marqueurs épigénétiques) grâce à une méthode appelée profilage de méthylation. Cartographier les différents sous-types de neurones dans le cerveau, ainsi que cibler les variations de l'épigénome et les changements qui surviennent pendant la maturation neuronale, pourrait permettre de mieux comprendre les circuits cérébraux et d'améliorer les interventions pour une multitude de troubles neuropsychiatriques et neurodéveloppementaux tels que le trouble bipolaire, la dépression, la schizophrénie et l'autisme.
Les interneurones, qui transmettent les signaux entre les neurones, régulent l'équilibre excitateur-inhibiteur dans le cortex préfrontal. Behrens a constaté que, sans le récepteur essentiel mGluR5, les interneurones se développaient anormalement, ne parvenaient pas à réguler correctement les circuits inhibiteurs et entraînaient des déficits comportementaux similaires aux troubles neurodéveloppementaux humains.
En identifiant les schémas normaux de méthylation de l'ADN dans le cerveau, son laboratoire a produit les premières cartes du génome entier comparant les cortex préfrontaux de la souris et de l'homme tout au long de la vie, des outils qui aident les neuroscientifiques du monde entier à mieux étudier cette zone du cerveau.
Les différents neurones présentent des variations dans leurs profils de méthylation (méthylomes). En profilant ces méthylomes, Behrens et ses collègues ont découvert que les neurones du cortex frontal humain formaient 21 sous-types, dont certains n'avaient pas été identifiés auparavant. Son groupe étudie actuellement comment ces profils de méthylome spécifiques à chaque type cellulaire s'établissent au cours de la maturation cérébrale et comment l'environnement maternel les influence.
Licence en biochimie, Université du Chili
MS, Biochimie, Université du Chili
Doctorat en biochimie et biologie moléculaire, Université autonome d'Espagne
Bourse postdoctorale, Faculté de médecine de l'Université de Washington
