Les neuroscientifiques ont découvert comment le cerveau contrôle de manière bidirectionnelle la sensibilité aux menaces pour initier et compléter un comportement d'évasion chez la souris. Ces découvertes pourraient aider à ouvrir de nouvelles directions pour découvrir des thérapies contre l’anxiété et le trouble de stress post-traumatique (SSPT).
L'étude, publiée aujourd'hui dans Biologie actuelle, décrit comment des chercheurs du Sainsbury Wellcome Center de l'UCL ont étudié une région du cerveau appelée gris périaqueducal (PAG), connue pour être hyperactive chez les personnes souffrant d'anxiété et de SSPT. Leurs résultats montrent que les neurones inhibiteurs du PAG se déclenchent constamment, ce qui signifie que leur niveau peut être augmenté ou diminué. L’équipe a découvert que cela a un impact direct sur l’initiation de la fuite chez la souris et que les mêmes neurones sont également responsables de la durée de la fuite.
« Le comportement de fuite n'est pas figé, il s'adapte avec l'expérience. Nos études précédentes ont montré que les souris sont plus ou moins susceptibles de s'échapper en fonction de leur expérience passée. Nous avons donc voulu comprendre comment le cerveau régule la sensibilité aux menaces, car cela aurait pu implications pour les personnes souffrant d'anxiété et de SSPT, où ces circuits peuvent être mal régulés », a commenté le professeur Tiago Branco, chef de groupe à SWC et auteur correspondant de l'article.
Pour étudier comment le cerveau contrôle le comportement de fuite, l'équipe a d'abord réalisé in vitro enregistrements de neurones inhibiteurs de PAG (dans une assiette) pour examiner leurs propriétés. Ils ont découvert qu’en l’absence d’entrée, les neurones inhibiteurs du PAG se déclenchent toujours. Ils ont confirmé cette découverte par in vivo enregistrements utilisant l'imagerie du calcium et des microscopes miniatures montés sur la tête pendant que les souris couraient. L’équipe a également réalisé des études de connectivité dans le cerveau et a montré que les neurones inhibiteurs du PAG sont directement connectés aux neurones excitateurs connus pour initier la fuite.
« Nous avons découvert que l'ensemble du réseau de fuite est sous contrôle inhibiteur direct. Lorsque nous avons examiné ce qui se passe pendant la fuite, nous avons trouvé un groupe de cellules où l'activité diminue juste avant la fuite. Cela signifie que l'inhibition est supprimée pour que la fuite puisse être initiée. Nous avons également trouvé un autre groupe de cellules où l'inhibition augmente progressivement à mesure que l'animal s'échappe et atteint son maximum lorsque l'animal a atteint l'abri. Cela suggère que non seulement les cellules inhibitrices contrôlent le déclenchement de la fuite, mais qu'elles semblent également jouer un rôle important pour dire à l'animal de s'arrêter lorsqu'il atteint un endroit sûr », a expliqué le professeur Branco.
Pour tester cela plus en détail, l’équipe a utilisé une technique appelée optogénétique pour manipuler directement l’activité des neurones en les excitant ou en les inhibant. Lorsqu’ils ont augmenté artificiellement l’activité des neurones inhibiteurs du PAG, ils ont constaté que la probabilité de fuite diminuait. Lorsqu’ils inhibaient les neurones inhibiteurs du PAG, la probabilité de fuite augmentait. Cela a confirmé que les neurones inhibiteurs du PAG agissent comme un cadran qui peut être tourné de haut en bas pour contrôler la sensibilité de l'animal à la menace.
« Pour vérifier si ces neurones sont également importants pour contrôler l'arrêt de la fuite, nous avons d'abord activé les neurones après que les animaux aient commencé à s'échapper et avons constaté qu'ils s'arrêtaient avant d'atteindre l'abri. Ensuite, lorsque nous avons inhibé les neurones, nous avons constaté que les souris couraient devant le refuge et ne cessent de s'échapper. Cela signifie que les neurones ont accès aux informations que l'animal utilise pour savoir quand il est en sécurité », a expliqué le professeur Branco.
La prochaine étape pour l’équipe consiste à comprendre comment l’expérience de la menace rend le système plus ou moins excitable grâce au recrutement de ces neurones. « Si nous pouvions révéler la voie moléculaire spécifique qui relie l'expérience au recrutement de ces neurones, il est alors concevable que des médicaments puissent être développés pour cibler cette voie afin que la sensibilité puisse être augmentée ou diminuée chez les personnes souffrant d'anxiété et de SSPT. « , a conclu le professeur Branco.
