Un petit groupe de cellules profondément dans notre cerveau, appelé locus coeruleus, affecte la façon dont nous sommes éveillés et attentifs, comment nous réagissons au stress, comment nous faisons face à l'anxiété et à la peur, et comment nous créons des souvenirs et apprenons.
Le locus coeruleus, latin pour «Blue Spot», est également impliqué dans un large éventail de conditions neurologiques et neuropsychiatriques telles que l'anxiété et la dépression, le trouble de stress post-traumatique et les maladies d'Alzheimer.
Pourtant, malgré son importance, on sait relativement peu comment fonctionne le locus Coeruleus. Il est connu pour recevoir des entrées de tout le système nerveux central et envoyer des signaux, sous la forme de la noradrénaline chimique, à travers le cerveau.
Cependant, il n'a pas été clair comment il traite les informations qu'il reçoit, ni comment cela affecte la quantité de norépinéphrine qu'il libère, et où.
Maintenant, une nouvelle étude chez la souris montre qu'un petit groupe de cellules à côté du locus coeruleus, appelé neurones peri-LC, semble jouer un rôle clé dans la régulation de son traitement des informations.
Les résultats aident à expliquer comment nous réagissons de manière appropriée à différents défis, selon Andrew Luskin, un associé postdoctoral au Laboratoire de dynamique neuronale et de cognition à l'Université Rockefeller à New York.
Luskin, qui a mené la recherche alors qu'il était étudiant diplômé à la University of Washington School of Medicine, est la co-primaire de l'étude avec le Dr Li Li, professeur adjoint d'anesthésiologie et de médecine de la douleur à l'École de médecine de l'UW et chercheur principal à Seattle Children's Research Institute.
« Traditionnellement, le péri-LC a été considéré comme une sorte de » gradateur « pour le niveau d'excitation du cerveau », a déclaré Luskin, « qui affecte mondialement Locus Coeruleus tirant – de beaucoup, lorsque vous êtes extrêmement anxieux, à un peu, lorsque vous êtes endormi et quelque part au milieu lorsque vous êtes alerte mais détendu. »
Les scientifiques ont déduit que le locus coeruleus doit jouer un rôle nuancé.
« Si votre tout-petit s'épuise dans la rue, vous voulez que votre système moteur soit réglé pour que vous puissiez les poursuivre », a déclaré Luskin. « Mais vous voulez également que votre système de douleur soit réglé, donc si vous vous coupez l'orteil pendant que vous courez, vous ignorerez la douleur et vous concentrez sur la capture de l'enfant. Il est possible que ces réponses soient affinées par le péri-LC. »
Dans leur étude, les chercheurs ont observé comment les neurones de la péri-LC ont répondu lorsque les souris ont été exposées à différents stimuli qui augmentent l'excitation. Ils ont constaté que ces stimuli avaient tendance à provoquer la libération du péri-LC le neurotransmetteur inhibiteur de l'acide gamma-aminobutyrique, ou GABA. À des degrés divers, cela a diminué le tir des neurones de locus coeruleus et a réduit leur libération de noradrénaline.
« Les cellules péri-LC agissent apparemment comme un circuit de gain radio qui peut composer ou descendre la force de la réponse des cellules de coeruleus Locus Coeruleus aux signaux entrants », a déclaré l'auteur principal Michael Bruchas, professeur d'anesthésiologie et de médecine de la douleur, de pharmacologie et de bio-ingénierie. Il est enquêteur au Centre de la Neurobiologie de la dépendance, de la douleur et de l'émotion de l'UW.
L'équipe de recherche a analysé l'anatomie du péri-LC et a détaillé comment divers groupes de ses neurones affectent différemment l'activité neuronale du locus coeruleus.
L'analyse a montré que, comme le locus coeruleus, les neurones péri-LC reçoivent des entrées des principaux centres du cerveau et de la moelle épinière mais transmettent des signaux presque exclusivement au locus coeruleus. Ces signaux inhibent le tir de neurone de coeruleus locus.
L'équipe a également utilisé une technique appelée séquençage d'ARN unique pour identifier les différents types de neurones dans le locus coeruleus et le péri-LC, et une autre technique appelée pixel-seq pour cartographier leurs emplacements exacts. Ces investigations ont révélé que le locus coeruleus et le péri-LC ont des sous-populations distinctes de cellules, probablement avec différentes fonctions.
En plus de faire de la compréhension de la façon dont notre cerveau régule l'excitation, l'attention et notre réponse au stress et à la peur, les résultats ouvrent la possibilité de nouvelles façons de traiter les troubles neurologiques et neuropsychiatriques, a déclaré Li, qui étudie le retrait de médicaments opioïdes.
Pendant le retrait, par exemple, nous savons que le locus coeruleus devient hyperactif. Avec ces résultats, nous pouvons être en mesure d'identifier les cibles médicamenteuses, soit dans le locus coeruleus, soit dans le péri-LC qui réduira les symptômes de sevrage. »
Dr Li Li, professeur adjoint d'anesthésiologie et de médecine de la douleur, UW School of Medicine
Le document fournit aux chercheurs ce que Bruchas a décrit comme une « feuille de route détaillée » pour étudier le locus coeruleus et le péri-LC.
« La découverte nous montre qui sont les principaux acteurs, comment ils se connectent et les neurotransmetteurs impliqués », a-t-il déclaré. « Cela ouvrira beaucoup de portes pour beaucoup de laboratoires. »
L'étude est apparue dans le numéro du 7 mai de la revue Nature.
