Les troubles liés à la consommation d’alcool (AUD) touchent environ 400 millions de personnes dans le monde et constituent l’une des principales causes de maladies graves telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires, les maladies du foie et les accidents vasculaires cérébraux. Au-delà de ces impacts physiques, l’AUD perturbe profondément les fonctions cérébrales essentielles à l’apprentissage, à la mémoire et à l’adaptabilité, éléments clés de la flexibilité cognitive.
Aujourd’hui, des chercheurs du Texas A&M University College of Medicine ont jeté un nouvel éclairage sur la façon dont la consommation chronique d’alcool modifie les voies de signalisation cérébrale, en se concentrant spécifiquement sur la façon dont elle altère la flexibilité cognitive. Leurs conclusions, récemment publiées dans Avancées scientifiques, démontrer le rôle important des interneurones cholinergiques (CIN) dans ce processus.
Zhenbo Huang, Ph.D., chercheur associé au laboratoire de Jun Wang, MD, Ph.D., et ses collègues ont démontré que l’alcool perturbe la capacité du cerveau à s’adapter en modifiant les schémas de tir en rafale et en pause des CIN, spécialisés neurones qui libèrent de l’acétylcholine, un neurotransmetteur clé. Les CIN sont des gardiens essentiels du striatum du cerveau, influençant l’apprentissage et la motivation axés sur la récompense en modulant la signalisation dopaminergique.
« Les neurones dopaminergiques pilotent le système de récompense du cerveau, tandis que les CIN agissent comme des gardiens, filtrant les stimuli qui activent ces neurones », a déclaré Wang, professeur agrégé au Texas A&M College of Medicine.
À l’aide d’outils avancés tels que l’optogénétique, qui utilise la lumière pour contrôler les cellules, les chercheurs ont découvert que la stimulation des CIN dans des modèles animaux exposés à l’alcool chronique produisait un schéma de déclenchement modifié par rapport aux modèles sans exposition chronique à l’alcool.
Normalement, les CIN se déclenchent selon un schéma « rafale-pause » : une rafale rapide d’activité suivie d’une pause, essentielle pour apprendre de nouveaux comportements et s’adapter au changement. Cependant, dans les modèles exposés à l’alcool, ce schéma de déclenchement était considérablement perturbé, avec des pauses plus courtes et plus faibles, altérant le processus d’apprentissage critique tel que l’inclinaison inversée.
« L’apprentissage inversé est la pierre angulaire de la flexibilité cognitive », a expliqué Wang. « Cela permet aux individus de désapprendre leurs comportements lorsque les règles ou les circonstances changent, un processus fortement dépendant de la signalisation de l’acétylcholine. »
En combinant l’optogénétique, qui utilise la lumière pour contrôler l’activité du CIN, et la photométrie des fibres, qui implique des biocapteurs génétiquement modifiés pour détecter la libération d’acétylcholine en temps réel pendant que les sujets effectuent des tâches, l’équipe a découvert des rôles distincts pour les différentes phases de déclenchement du CIN.
La phase « éclatante », qui augmente la libération d’acétylcholine par les CIN, facilite l’apprentissage par extinction, où les anciens comportements sont désappris. La phase de « pause », en revanche, qui provoque une baisse de la libération d’acétylcholine par les CIN, est cruciale pour l’apprentissage par inversion, où de nouveaux comportements remplacent les anciens.
Cette recherche révolutionnaire révèle comment l’alcool mine ces mécanismes, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur les effets plus larges de l’AUD. Surtout, les résultats suggèrent des cibles thérapeutiques potentielles pour traiter les déficiences cognitives associées à l’AUD.
« La dynamique de rafale et de pause des CIN est essentielle à l’adaptabilité comportementale », a déclaré Wang. « Cette étude met en valeur leurs rôles uniques et jette les bases pour explorer comment des mécanismes similaires pourraient influencer des conditions au-delà de la dépendance, notamment le vieillissement et les maladies neurodégénératives. »
L’équipe Wang continue d’explorer l’impact de la dynamique des CIN sur la santé cérébrale, dans le but de traduire leurs découvertes en traitements innovants pour divers troubles cérébraux.
