Dhia Bouktila: Une algue, le cerveau et les chemins imprévisibles de la science

Par Dhia Bouktila. Professeur de génétique à l’Université de Monastir - Le Nobel de physiologie ou médecine 2026 récompense des découvertes qui ont rendu possible l’optogénétique, une approche qui permet de contrôler l’activité de cellules nerveuses grâce à la lumière. Derrière cette prouesse se dessine une histoire scientifique singulière: celle d’un mécanisme biologique découvert chez une algue, devenu un outil majeur des neurosciences. Une histoire qui éclaire aussi les chemins imprévisibles de la connaissance et la manière dont les sociétés préparent leur avenir.

Quand une algue éclaire le fonctionnement du cerveau

Il y a des découvertes scientifiques dont la portée ne se révèle véritablement qu’au moment où elles changent de domaine. L’histoire de l’optogénétique en offre une illustration remarquable.

Le 5 octobre 2026, le prix Nobel de physiologie ou médecine a été attribué à Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Georg Nagel pour leurs découvertes concernant les canaux ioniques activés par la lumière et le développement de l’optogénétique. Leur travail a ouvert une nouvelle voie pour étudier les circuits neuronaux et comprendre comment l’activité de certaines cellules nerveuses contribue aux fonctions du cerveau.

L’histoire commence pourtant loin des neurosciences, avec un organisme unicellulaire, une algue verte appelée Chlamydomonas. Comme d’autres organismes capables de détecter la lumière, elle dispose de mécanismes moléculaires qui lui permettent d’y répondre. En étudiant ces mécanismes, Peter Hegemann, Georg Nagel et leurs collaborateurs ont contribué à caractériser une famille de protéines photosensibles, les Channel rhodopsines.

Ces protéines possèdent une propriété remarquable: lorsqu’elles sont exposées à une lumière appropriée, elles permettent le passage d’ions à travers la membrane cellulaire. Ce déplacement d’ions modifie les propriétés électriques de la cellule. Une lumière extérieure peut ainsi déclencher une réponse électrique de la cellule.

La découverte aurait déjà constitué un résultat important en photobiologie (phototaxie chez les algues). Mais son potentiel allait se révéler bien au-delà de son contexte initial.

Des chercheurs ont compris qu’en introduisant le gène codant une channelrhodopsine dans certains neurones, il devenait possible de rendre ces cellules sensibles à la lumière. En éclairant les neurones ainsi modifiés, on pouvait provoquer une modification de leur activité électrique. D’autres protéines photosensibles permettent, au contraire, d’inhiber l’activité neuronale.

Cette approche, qui associe génétique et optique, a donné naissance à l’optogénétique. Elle permet aujourd’hui aux chercheurs de manipuler l’activité de populations neuronales ciblées et d’étudier les conséquences de ces interventions sur le fonctionnement des circuits cérébraux.

La distinction entre corrélation et causalité est fondamentale en science. Observer l’activation d’un groupe de neurones pendant un comportement ne suffit pas à démontrer que cette activité contribue à le produire. En modifiant expérimentalement l’activité de ces neurones et en observant les effets sur le comportement, les chercheurs peuvent tester plus directement leur rôle causal.

L’optogénétique ne livre pas, à elle seule, les secrets du cerveau. Elle offre cependant un instrument expérimental d’une grande précision, qui a profondément révolutionné l’étude des relations entre activité neuronale, fonctions cérébrales et comportement. Ses applications thérapeutiques restent, quant à elles, à des stades de développement variables.

Ainsi, une propriété moléculaire étudiée chez une algue a contribué à transformer les possibilités expérimentales des neurosciences. C’est précisément ce déplacement qui rend cette histoire si instructive.

Leçon épistémologique: la science ne progresse pas toujours en ligne droite

Cette découverte nous rappelle d’abord que le progrès scientifique ne suit pas nécessairement une trajectoire linéaire, allant d’un problème clairement identifié à une solution attendue.

Les chercheurs qui étudiaient les réponses de l’algue à la lumière ne poursuivaient pas simplement un objectif de contrôle des neurones. Le potentiel de leurs travaux est apparu à travers une succession de découvertes et de transferts entre disciplines. Il a fallu que des chercheurs issus de domaines différents entrevoient la possibilité d’utiliser un mécanisme biologique dans un contexte radicalement nouveau.

La science n’avance donc pas seulement par accumulation de connaissances, mais aussi par déplacements. Un résultat peut acquérir une signification nouvelle lorsqu’il rencontre une question que ses premiers découvreurs n’avaient pas envisagée. Une découverte ne vaut donc pas uniquement par ce qu’elle permet de comprendre dans son domaine d’origine, mais aussi par les possibilités intellectuelles et expérimentales qu’elle ouvre.

Avant l’optogénétique, les neuroscientifiques disposaient déjà de méthodes pour stimuler ou inhiber l’activité neuronale. Mais la possibilité de moduler, à l’aide de la lumière et avec une grande précision temporelle, l’activité de populations neuronales génétiquement ciblées a permis de réaliser des expériences jusque-là difficiles, voire impossibles à mener.

L’optogénétique a donc transformé les capacités expérimentales des neurosciences et, ce faisant, élargi le champ des connaissances qu’il devenait possible d’explorer.

Cette histoire rappelle ainsi que la valeur d’une découverte n’est pas entièrement prévisible. Cela signifie que les trajectoires de la connaissance comportent une part d’incertitude, qu’aucune planification ne peut totalement supprimer.

Leçon stratégique: la recherche fondamentale n’est pas un luxe

L’histoire de l’optogénétique invite à réfléchir à ce qui rend une société véritablement capable de produire du savoir.

Une partie des découvertes qui transforment nos sociétés ne naît d’aucune application préalablement définie. Certaines découvertes émergent d’une curiosité que l’on choisit d’explorer, d’un phénomène que l’on cherche à comprendre ou d’une idée dont la portée demeure incertaine.

La recherche-développement (R-D) est indispensable. Elle permet de répondre à des besoins concrets et de transformer les connaissances en applications économiques et sociales. Mais la science ne peut se réduire à la production de résultats attendus. Elle doit aussi préserver un espace pour les recherches dont les finalités ne sont pas définies à l’avance et dont les retombées peuvent être considérables, mais restent difficiles à anticiper.

Car la recherche fondamentale n’est pas un luxe que les sociétés pourraient s’offrir une fois leurs besoins satisfaits. Elle approfondit notre compréhension du monde et ouvre des voies d’exploration qui peuvent dépasser les interrogations initiales.

La science ne vise pas seulement à obtenir de meilleurs résultats dans un cadre défini. Elle permet aussi de déplacer ce cadre, de poser des questions nouvelles et de rendre pensable ce qui ne l’était pas encore. Le véritable enjeu n’est donc pas d’opposer la connaissance à son utilité, mais de comprendre qu’une société qui aspire à innover durablement doit aussi cultiver ce dont l’utilité n’est pas encore perceptible.

Bâtir une véritable société de la connaissance suppose une éducation qui stimule la curiosité, une culture qui valorise l’imagination et, surtout, un climat intellectuel qui protège la liberté de penser, encourage la confrontation des idées et autorise la remise en question des certitudes établies. L’université doit en être l’un des principaux foyers: un espace où le questionnement ne se heurte pas au conformisme, où la pensée peut s’affranchir des cadres préétablis et où la liberté de recherche constitue une condition essentielle du renouvellement des connaissances.

Dans cette perspective, les indicateurs et les classements universitaires ne sauraient, à eux seuls, rendre compte de la vitalité intellectuelle de nos universités ni de leur capacité à faire émerger des idées nouvelles.

Conclusion: donner sa chance à l’inattendu

Une algue, une protéine photosensible et des neurones: rien, au départ, ne rendait évidente la trajectoire qui conduirait de l’étude d’un organisme unicellulaire à une transformation majeure des neurosciences.

Cette histoire montre qu’on ne peut pas toujours connaître à l’avance la portée future d’une découverte.
Une société ne prépare pas seulement son avenir en finançant les solutions dont elle connaît déjà le besoin. Elle le prépare aussi en développant la capacité de connaître, de relier et d’inventer.

Dhia Bouktila
Professeur de génétique à l’Université de Monastir
Spécialiste de la génomique agricole et environnementale,
des enjeux de souveraineté biologique et de la gouvernance des savoirs scientifiques.

Repères bibliographiques

1. Karolinska Institutet. (5 octobre 2026). The Nobel Prize to the pioneers of optogenetics Peter Hegemann, Georg Nagel and Karl Deisseroth. News, Karolinska Institutet. https://news.ki.se/the-nobel-prize-to-the-pioneers-of-optogenetics-peter-hegemann-georg-nagel-and-karl-deisseroth

2. Naddaf, M. & Callaway, E. (5 octobre 2026). Medicine Nobel awarded for brain ‘switch’ that controls neurons with light. Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-026-03091-2

3. Deisseroth, K. (2015). Optogenetics: 10 years of microbial opsins in neuroscience. Nature Neuroscience, 18, 1213–1225. https://www.nature.com/articles/nn.4091