Découverte d’un circuit neuronal lié à l’aversion et à la dépression

Les chercheurs ont identifié un nouveau circuit neuronal dans le cerveau qui provoque un inconfort intense lorsqu’il est activé. Cette découverte leur permet également de montrer pour la première fois que le noyau sous-thalamique, une structure du cerveau qui contrôle les mouvements volontaires, pourrait également jouer un rôle dans le développement de la dépression. Ces résultats pourraient conduire à de meilleurs traitements pour la maladie de Parkinson. L’étude a été publiée dans la revue Cell Reports.

Notre étude montre qu’une région spécifique du cerveau est impliquée dans les comportements d’aversion et d’évitement lorsqu’elle est stimulée. Nous avons étudié le comportement des souris lorsque le noyau sous-thalamique est activé par stimulation optogénétique.

Åsa Mackenzie, professeur à l’Institut de biologie organique de l’Université d’Uppsala et auteur principal de l’étude

L’équipe de recherche a précédemment découvert que les souris dont le sous-thalamus est activé tentent d’échapper à la stimulation. Dans la nouvelle étude, ils ont pu montrer que ce comportement est associé à l’aversion et que le comportement d’évitement se produit non seulement lors de l’activation du noyau sous-thalamique, mais aussi que l’inconfort reste ancré dans la mémoire. Lorsque les souris ont été placées ultérieurement dans le même environnement, elles ont montré un comportement d’évitement tout aussi fort, même si la stimulation était désormais désactivée. Les associations étaient donc suffisamment fortes pour maintenir le comportement.

L’aversion est à l’opposé de la récompense et joue un rôle important en nous faisant éviter les choses qui nous font nous sentir mal. On sait qu’une forte activation du système d’aversion du cerveau peut conduire à la dépression chez l’homme.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont non seulement découvert l’endroit du cerveau où se produit l’aversion, mais ont également identifié des circuits neuronaux qui proviennent du noyau sous-thalamique et sont directement liés au système émotionnel du cerveau, qui est actif lors de fortes sensations d’inconfort.

« Le fait que le sous-thalamus produise un comportement d’aversion et d’évitement est une découverte importante pour deux raisons principales. Cela élargit notre compréhension du système émotionnel du cerveau et de la manière dont l’activité cérébrale peut conduire à des symptômes psychiatriques tels que la dépression et l’apathie. Deuxièmement, cela pourrait expliquer pourquoi. Les personnes atteintes de la maladie de Parkinson traitées par stimulation cérébrale profonde (DBS) peuvent ressentir de tels effets secondaires », poursuit Mackenzie.

Dans la maladie de Parkinson, le sous-thalamus est trop actif, mais la stimulation de cette région cérébrale chez les patients atteints de la maladie de Parkinson gravement malades à l’aide de DBS avec des électrodes implantées « corrige » cela et élimine les tremblements et autres problèmes moteurs. Le traitement fonctionne souvent très bien. Cependant, certains patients ressentent des effets secondaires tels qu’une dépression sévère.

« Maintenant que nous pouvons montrer que le sous-thalamus a un lien direct avec l’aversion et est connecté au centre de dépression du cerveau, nous pouvons comprendre et expliquer ces effets secondaires de manière neurobiologique. En plus de la maladie de Parkinson, la DBS subthalamique est également utilisée dans des cas tels que les maladies essentielles. » « Notre étude est une recherche fondamentale et ouvre la voie à une précision clinique améliorée de ces traitements. L’objectif est que la DBS traite les symptômes de la maladie sans provoquer d’effets secondaires graves », explique Mackenzie.

Le projet est une collaboration entre des chercheurs de l’Université d’Uppsala et de l’Université de Bordeaux. L’étude a été financée par la Fondation de recherche Bertil Hållsten, la Fondation suédoise du cerveau, la Fondation Parkinson, la Fondation Michael J Fox (ASAP Initiative = Aligning Science Across Parkinson’s), la Fondation Åhlén, les Fondations Wenner-Gren et le Conseil suédois de la recherche.

En savoir plus sur la méthodologie des chercheurs

Grâce à l’optogénétique, les chercheurs ont assuré qu’ils stimulaient uniquement le noyau sous-thalamique et aucun autre tissu cérébral. La méthode repose sur l’utilisation d’un type spécifique de lumière pour activer ou désactiver des neurones individuels dans le cerveau de souris génétiquement modifiées, dont les neurones possèdent des protéines sensibles à la lumière à leur surface. Les chercheurs avaient identifié des marqueurs dans des études antérieures qui étaient désormais utilisés pour distinguer avec précision le noyau sous-thalamique des structures environnantes. Cela leur a permis d’examiner comment les neurones individuels du cerveau des souris étaient affectés et comment les souris se comportaient lorsque les neurones étaient plus ou moins actifs.