Un interrupteur marche-arrêt pour l'anxiété

D'une simple pression sur un interrupteur d'éclairage placé avec précision, les souris peuvent être incitées à se recroqueviller dans un coin de peur ou à explorer courageusement leur environnement. L'étude met en évidence la puissance de la technologie optogénétique, qui permet aux neuroscientifiques de contrôler les neurones génétiquement modifiés avec la lumière, d'explorer les fonctions d'un câblage neuronal complexe et de contrôler le comportement.

Contrôle de la lumière : Les scientifiques utilisent la fibre optique pour contrôler les neurones génétiquement modifiés dans le cerveau des animaux (comme illustré ici).

Dans l'étude, Karl Deisseroth et des collaborateurs de l'Université de Stanford ont identifié un circuit spécifique dans l'amygdale, une partie du cerveau qui est au cœur de la peur, de l'agressivité et d'autres émotions de base, qui semble réguler l'anxiété chez les rongeurs. Ils espèrent que les résultats, publiés aujourd'hui dans la revue La nature , fera la lumière sur la base biologique des troubles anxieux humains et indiquera de nouvelles cibles de traitement.

Nous voulons conceptualiser les maladies psychiatriques comme de véritables entités physiques avec des substrats physiques, explique Deisseroth. Tout comme les personnes asthmatiques ont des voies respiratoires réactives, les personnes souffrant de troubles anxieux peuvent avoir une projection sous-active dans l'amygdale.

Les chercheurs ont conçu des souris pour exprimer des protéines sensibles à la lumière dans des cellules spécifiques de l'amygdale qui envoient des fils neuronaux, appelés axones, à différentes sous-structures. À l'aide d'un câble à fibre optique spécialement conçu et implanté dans le cerveau de l'animal, les chercheurs ont découvert que diriger la lumière pour activer un circuit spécifique avait un effet immédiat et puissant sur le comportement de l'animal.

Je n'ai jamais rien vu de tel, déclare Kay Tye, chercheuse postdoctorale dans le laboratoire de Deisseroth et auteur principal de l'étude. Les souris ont naturellement peur d'explorer les zones ouvertes, explique-t-elle. Dans des circonstances normales, l'animal sortira son nez puis se précipitera dans un coin, explique Tye. Mais lorsque vous allumez la lumière, l'animal commence à explorer la plate-forme sans aucun signe visible d'anxiété. Ensuite, vous éteignez la lumière et elle revient dans le coin.

Les chercheurs pourraient induire l'effet inverse en utilisant une protéine sensible à la lumière qui fait taire les cellules au lieu de les activer.

La lumière brillante sur le corps des cellules, qui à son tour active les axones dans plusieurs circuits, n'a eu aucun effet sur le comportement des animaux, soulignant à quel point il est important de pouvoir cibler des circuits individuels dans le cerveau.

Notre compréhension des circuits plus précis au sein de l'amygdale commence tout juste à décoller, dit Kerry Ressler , un neuroscientifique de l'Université Emory qui n'a pas participé à l'étude. L'optogénétique, où les scientifiques peuvent activer des populations cellulaires spécifiques et même des parties de cellules, est une approche puissante pour disséquer comment l'amygdale module la peur et l'anxiété.

Ki Ann Goosens , un neuroscientifique du MIT qui n'a pas participé à l'étude, affirme que la recherche pourrait aider à expliquer la variation individuelle des niveaux d'anxiété de base. Les résultats nous disent que ce circuit contribue à un point de consigne individuel pour l'anxiété, dit-elle.

C'est peut-être un thème que certaines sources majeures de dysfonctionnement dans les troubles psychiatriques résident dans le flux d'informations entre différentes régions du cerveau, explique Deisseroth. C'est quelque chose que l'optogénétique est particulièrement apte à traiter.

Les chercheurs espèrent que la découverte permettra à terme le développement de nouveaux traitements pour les troubles anxieux qui sont exempts des effets secondaires des médicaments existants. Les benzodiazépines, comme le valium, sont sédatives et comportent un risque de dépendance. Les souris ayant reçu des benzodiazépènes deviennent moins craintives et plus exploratrices, mais le médicament affecte également leurs mouvements, les rendant paresseuses, explique Tye. L'activation du circuit avec de la lumière ne semble pas provoquer ce problème. Ces animaux reniflent, se toilettent, font tout normalement, dit-elle.

Pour fabriquer des médicaments anxiolytiques plus sélectifs, les scientifiques devraient cibler uniquement le sous-ensemble de cellules qui composent ce circuit, ce qui peut s'avérer difficile à faire chimiquement. Mais Deisseroth travaille déjà sur une autre approche, en utilisant une méthode non invasive de stimulation du cerveau appelée stimulation magnétique transcrânienne (TMS). La technologie utilise des champs magnétiques pour activer les neurones à la surface du cerveau et est approuvée par la Food and Drug Administration pour traiter la dépression. En combinant la TMS et l'imagerie cérébrale fonctionnelle, Deisseroth examine maintenant s'il est possible de stimuler de manière non invasive des circuits spécifiques dans le cerveau humain. Sa première étude, qui vient de commencer, portera sur un circuit que son équipe a précédemment lié à la maladie de Parkinson.

Tye s'efforce de mieux comprendre le rôle que joue le circuit identifié dans la présente étude dans la peur par opposition à l'anxiété. Alors que les deux termes ont tendance à être interchangeables dans l'usage quotidien, les neuroscientifiques définissent la peur comme une réponse à une chose spécifique - un son fort, par exemple, ou la circulation venant en sens inverse. L'anxiété, quant à elle, est une peur chronique et généralisée. La peur peut être importante pour la survie, mais les troubles anxieux sont inadaptés, dit Tye.

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