Les cannabinoïdes ont une forte influence sur le fonctionnement de notre cerveau et sur notre comportement. Beaucoup de gens ne sont conscients que de l'aspect récréatif des cannabinoïdes. Mais en fait, ces molécules existent naturellement dans notre cerveau où elles participent à divers processus intrinsèques.
La signalisation modifiée des cannabinoïdes, par exemple en raison de l'utilisation chronique de marijuana, entraîne une gamme de déficiences. De même, les souris dépourvues de récepteurs cannabinoïdes présentent des niveaux d'activité réduits, ainsi que des déficits d'apprentissage et de mémoire.
Comment les cannabinoïdes précisent-ils leur effet sur l'apprentissage? Une équipe dirigée par Megan Carey, chercheuse principale au Centre Champalimaud pour l'inconnu au Portugal, et Catarina Albergaria, chercheuse postdoctorale au laboratoire, a décidé d'exploiter cette question en étudiant les mécanismes cérébraux impliqués dans une tâche d'apprentissage classique appelée eyeblink. conditionnement.
Le suspect immédiat
Dans le conditionnement des yeux, les sujets apprennent à associer l'apparition d'un stimulus sensoriel, par exemple un flash de lumière, à une délivrance ultérieure d'une bouffée d'air à l'œil. Une fois appris, le sujet – dans ce cas une souris – ferme les yeux lorsque la lumière apparaît pour éviter l'airpuff. «C'est comme le chien de Pavlov et la cloche», dit Albergaria.
Des études antérieures avaient établi que cette forme d'apprentissage avait lieu dans une structure cérébrale appelée cervelet, et qu'elle était altérée par une modification de la signalisation des cannabinoïdes chez les humains et les souris. Pour étudier le rôle des cannabinoïdes dans l'apprentissage, l'équipe a utilisé des souris mutantes dépourvues de récepteurs cannabinoïdes, qui présentent une altération du conditionnement des yeux.
Pourquoi ces souris sont-elles affaiblies? Quand ils ont commencé, les chercheurs avaient un suspect immédiat en tête.
De nombreuses études soutiennent l'idée que les cannabinoïdes interviennent dans la plasticité neurale, ou des changements dépendant de l'expérience dans les connexions entre les neurones », explique Carey.« Nous avons donc d'abord émis l'hypothèse que l'interférence avec ce processus était ce qui entraînait les troubles de l'apprentissage.
Megan Carey, chercheuse principale, Centre Champalimaud pour l'inconnu
Mais comme un bon roman policier, le suspect immédiat s'est avéré être le mauvais. Quel était le vrai coupable? «Dans une étude que nous avons publiée il y a deux ans, nous avons constaté que plus les souris couraient, mieux elles apprenaient», explique Albergaria. L'équipe a commencé à soupçonner que la différence d'apprentissage pourrait plutôt être due aux niveaux d'activité réduits des souris mutantes.
Pleins feux sur l'état comportemental
«Nous nous sommes demandé si les souris mutantes n’apprenaient pas aussi bien simplement parce qu’elles n’étaient pas assez actives», se souvient Albergaria. Aujourd'hui dans le journal eLife, l'équipe rapporte que l'état de comportement modifié des mutants rend pleinement compte de leur conditionnement altéré du clignement des yeux.
Lorsque les chercheurs ont placé les souris sur un tapis roulant motorisé qui garantissait que les mutants marchaient autant que les souris normales, les résultats ont été frappants: l'apprentissage a été complètement rétabli.
L'équipe a également constaté que d'autres comportements cérébelleux, la coordination locomotrice et l'apprentissage, étaient normaux chez les mutants cannabinoïdes. De plus, le conditionnement des yeux était totalement intact chez les souris dépourvues de récepteurs cannabinoïdes spécifiquement dans le cervelet.
«Ces expériences ont en outre confirmé notre hypothèse selon laquelle la signalisation des cannabinoïdes perturbée altérait l'apprentissage en modifiant l'état comportemental, et non par des effets directs sur la plasticité neuronale dans le cervelet», explique Carey.
«De plus en plus de preuves indiquent que l'état de comportement influence profondément la fonction cérébrale», déclare Carey. « Notre étude met en évidence la nécessité de considérer l'état comportemental comme un puissant moyen indépendant par lequel les gènes individuels contribuent à des comportements complexes. »
« Nous avons pu surmonter un déficit d'apprentissage associé à une mutation génétique avec une intervention purement comportementale », ajoute Albergaria, suggérant une conséquence potentielle dans le monde réel pour ces résultats.
La source:
Centre Champalimaud pour l'inconnu
Référence du journal:
Albergaria. C., et al. (2020) Les cannabinoïdes modulent l'apprentissage cérébelleux associatif via des altérations de l'état comportemental. eLife. doi.org/10.7554/eLife.61821.
