Des chercheurs de l'Institute
of Technology (Caltech) en Californie ont découvert grâce à l'optogénétique, un circuit neuronal chez les souris
qui ressemble à une bascule, d'un côté les neurones sociaux, de l'autre les
comportements répétitifs d'auto-toilettage. L'étude a été publiée dans Cell en septembre 2014.
Optogénétique
Dans cette technique, les
chercheurs modifient génétiquement les neurones dans le cerveau des rongeurs
pour exprimer des protéines sensibles à la lumière provenant des organismes
microbiens. Une fois cela fait, les scientifiques implantent un petit câble à fibres
optiques dans le cerveau de ces rongeurs, ce câble fait briller la lumière et
les chercheurs peuvent contrôler l'activité des cellules, ainsi que les
comportements associés à l'activité.
Les scientifiques ont découvert
des populations de neurones antagonistes, c'est-à-dire que certains étaient
chargés de rendre l'animal social, d’autres de comportements asociaux tels que
l'auto-toilettage répétitif. Ils expliquent que cela ressemble à un circuit de
bascule ou de balancelle dans l'amygdale, une partie du cerveau impliquée dans
les comportements sociaux innés.
Au cours de l'expérimentation,
différents groupes de souris modifiées ont été utilisés. Les chercheurs
indiquent que lorsque le laser visait des neurones sociaux avec haute
intensité, les souris devenaient agressives en attaquant un intrus qui était
placé dans leur cage. Cependant, lorsque le laser était activé légèrement, les
souris ont continué à être sociales, interagissant avec l'intrus, soit en
essayant de s'accoupler avec lui ou en le toilettant. Pas d'agression ou de
violence.
Lorsque les neurones asociaux ont
été activés avec la lumière laser de l'optogénétique, les souris ont ignoré les
intrus et ont préféré s'auto-toiletter de façon répétitive, soit en s'essuyant
les jambes ou en toilettant leurs visages, et elles ont continué pendant quelques minutes après avoir éteint la lumière. De plus, les chercheurs pouvaient
arrêter ce comportement répétitif. Par exemple, si une souris solitaire
commençait à se toiletter, les chercheurs pouvaient activer la lumière dans les
neurones sociaux et le toilettage se terminait pour le moment. Une fois la lumière éteinte, la souris revient à son comportement répétitif.
Ces deux populations de neurones
se distinguent selon la subdivision la plus fondamentale des sous-types de
neurones dans le cerveau : les neurones “sociaux” sont des neurones
inhibiteurs – qui libèrent le neurotransmetteur GABA, ou acide
gamma-aminobutyrique – tandis que les neurones “d’auto-toilettage" sont
des neurones excitateurs – qui libèrent le neurotransmetteur glutamate, un
acide aminé –.
Ces deux groupes de neurones
semblent interférer avec la fonction de chacun, c'est-à-dire l'activation des
neurones sociaux inhibe le comportement de l'auto-toilettage, alors que
l'activation des neurones d'auto-toilettage inhibe le comportement social. Ainsi,
ces deux groupes de neurones semblent fonctionner comme une bascule, contrôlant
d'une part si les souris interagissent avec d'autres et de l'autre si elles se
concentrent sur elles-mêmes. Les deux groupes de neurones pouvaient être distingués
selon qu'ils étaient excitateurs ou inhibiteurs.
Les auteurs ont relié les
résultats aux différentes conditions neurologiques dans le cerveau autistique
parce que dans la condition il y a une diminution des interactions sociales et,
fréquemment, une augmentation des comportements répétitifs.
Certes, d'autres études ont
montré que les perturbations dans les gènes impliqués dans l'autisme montrent
une diminution similaire dans l'interaction sociale et l'augmentation du
comportement de toilettage répétitif chez les souris. Mais cette étude aide à
fournir un lien nécessaire entre l'activité génétique, l'activité cérébrale et
les comportements sociaux chez les rongeurs.
Si l'on pouvait trouver les
neurones de la bonne population, il pourrait être possible de remplacer la
composante génétique d'un trouble du comportement tel que l'autisme, en
changeant simplement l'activité des circuits en inclinant l'équilibre de la
bascule vers l'autre direction.
Cette découverte peut avoir des
implications pour la compréhension des dysfonctionnements des circuits
neuronaux qui sous-tendent l'autisme chez les humains, où l'on voit des
problèmes dans les comportements sociaux et la tendance à générer des
comportements répétitifs.
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