Les mécanismes cérébraux qui sous-tendent la suppression des réponses de peur ont attiré beaucoup d’attention car ils sont pertinents pour la thérapie des troubles anxieux humains. Malgré notre large compréhension des différentes régions cérébrales activées lors de l’expérience de la peur, la manière dont les réponses de peur peuvent être supprimées reste largement insaisissable. Des chercheurs de l’Université de Berne et de l’Institut Friedrich Miescher de Bâle ont maintenant découvert que l’activation de neurones centraux identifiés de l’amygdale peut supprimer les réactions de peur.
La peur est une réaction importante qui nous avertit et nous protège du danger. Mais lorsque les réactions de peur sont incontrôlables, cela peut conduire à des peurs persistantes et à des troubles anxieux. En Europe, environ 15 pour cent de la population est touchée par des troubles anxieux. Les thérapies existantes restent largement non spécifiques ou ne sont généralement pas efficaces, car la compréhension neurobiologique détaillée de ces troubles fait défaut.
Ce que l’on savait jusqu’à présent, c’est que des cellules nerveuses distinctes interagissent entre elles pour réguler les réactions de peur en les favorisant ou en les supprimant. Différents circuits de cellules nerveuses sont impliqués dans ce processus. Une sorte de « tir à la corde » a lieu, avec un circuit cérébral « gagnant » et supplantant l’autre, selon le contexte. Si ce système est perturbé, par exemple si les réactions de peur ne sont plus supprimées, cela peut conduire à des troubles anxieux.
Des études récentes ont montré que certains groupes de neurones de l’amygdale sont cruciaux pour la régulation des réponses de peur. L’amygdale est une petite structure cérébrale en forme d’amande au centre du cerveau qui reçoit des informations sur les stimuli effrayants et les transmet à d’autres régions du cerveau pour générer des réponses de peur. Cela amène le corps à libérer des hormones de stress, à modifier la fréquence cardiaque ou à déclencher des réactions de combat, de fuite ou de congélation.
Aujourd’hui, un groupe dirigé par les professeurs Stéphane Ciocchi de l’Université de Berne et Andreas Luthi de l’Institut Friedrich Miescher de Bâle a découvert que l’amygdale joue un rôle beaucoup plus actif dans ces processus qu’on ne le pensait auparavant : non seulement l’amygdale centrale est une » hub » pour générer des réponses de peur, mais il contient des microcircuits neuronaux qui régulent la suppression des réponses de peur. Dans des modèles animaux, il a été démontré que l’inhibition de ces microcircuits conduit à un comportement de peur durable. Cependant, lorsqu’ils sont activés, le comportement revient à la normale malgré les réactions de peur précédentes. Cela montre que les neurones de l’amygdale centrale sont hautement adaptatifs et essentiels pour supprimer la peur. Ces résultats ont été publiés dans la revue Communication Nature.
La suppression « perturbée » conduit à une peur durable
Les chercheurs dirigés par Stéphane Ciocchi et Andreas Luthi ont étudié l’activité des neurones de l’amygdale centrale chez la souris lors de la suppression des réponses de peur. Ils ont pu identifier différents types de cellules qui influencent le comportement des animaux. Pour leur étude, les chercheurs ont utilisé plusieurs méthodes, dont une technique appelée optogénétique avec laquelle ils pouvaient précisément arrêter – avec des impulsions lumineuses – l’activité d’une population neuronale identifiée au sein de l’amygdale centrale qui produit une enzyme spécifique. Cela a nui à la suppression des réponses de peur, après quoi les animaux sont devenus excessivement craintifs. « Nous avons été surpris de voir à quel point notre intervention ciblée dans des types cellulaires spécifiques de l’amygdale centrale a affecté les réactions de peur », a déclaré Ciocchi, professeur adjoint à l’Institut de physiologie de l’Université de Berne. « Le silence optogénétique de ces neurones spécifiques a complètement aboli la suppression de la peur et a provoqué un état de peur pathologique. »
Important pour développer des thérapies plus efficaces
Chez l’homme, un dysfonctionnement de ce système, y compris une plasticité déficiente dans les cellules nerveuses de l’amygdale centrale décrite ici, pourrait contribuer à la suppression altérée des souvenirs de peur rapportés chez les patients souffrant d’anxiété et de troubles liés à un traumatisme. Une meilleure compréhension de ces processus permettra de développer des thérapies plus spécifiques pour ces troubles. « Cependant, d’autres études sont nécessaires pour déterminer si les découvertes obtenues dans des modèles animaux simples peuvent être extrapolées aux troubles anxieux humains », ajoute Ciocchi.
Cette étude a été réalisée en partenariat avec l’Université de Berne, l’Institut Friedrich Miescher et des collaborateurs internationaux. Il a été financé par l’Université de Berne, le Fonds national suisse de la recherche scientifique et le Conseil européen de la recherche (ERC).
Systems Neuroscience Group, Institut de physiologie, Université de Berne
La diversité neuronale est une caractéristique des réseaux corticaux. Dans l’hippocampe, des types de cellules neuronales distincts interagissent entre eux par des contacts synaptiques sélectifs et des modèles d’activité neuronale. Nous étudions comment différentes formes de comportements émotionnels et cognitifs émergent au sein de circuits neuronaux complexes de l’hippocampe ventral CA1, une région du cerveau déterminante pour les souvenirs émotionnels spécifiques au contexte, l’anxiété et les actions dirigées vers un objectif. Nous émettons l’hypothèse que des programmes comportementaux distincts sont mis en œuvre par le recrutement sélectif de circuits neuronaux micro et à grande échelle de l’hippocampe ventral CA1. Pour identifier ces motifs de circuit, nous combinons des enregistrements unitaires d’interneurones ventraux CA1 GABAergiques et de neurones de projection, des stratégies optogénétiques sélectives, un traçage viral spécifique au type cellulaire et des paradigmes comportementaux chez les rongeurs. Les résultats de nos approches expérimentales détermineront les calculs neuronaux fondamentaux qui sous-tendent l’apprentissage et la mémoire dans les régions cérébrales corticales supérieures.
