Parmi les milliards de neurones dans le cerveau, moins de 500 sont responsables de la suppression de la consommation excessive d’alcool, selon de nouvelles recherches de Gilles E. Martin, Ph.D., professeur agrégé de neurobiologie.
Publié dans Neuroscience de la natureces résultats fournissent des informations sur le comportement de consommation excessive et la dépendance à l’alcool qui peuvent conduire à de nouvelles cibles thérapeutiques.
« Il est vraiment difficile de comprendre comment seuls quelques neurones peuvent avoir un effet aussi profond sur le comportement », a déclaré le Dr Martin, membre du Brudnick Neuropsychiatric Research Institute de UMass Chan. « C’est excitant parce que nous commençons à comprendre comment seule une poignée de cellules sont impliquées dans des comportements très spécifiques. Vraiment, cette étude consiste à trouver une aiguille dans une botte de foin. »
La dépendance à l’alcool et la surconsommation constituent un défi de santé important, provoquant des millions de décès directement et indirectement grâce à plus de 200 maladies et blessures associées résultant d’une utilisation à court et à long terme. Bien que des études récentes aient mis en évidence des zones spécifiques du cerveau telles que le cortex préfrontal comme jouant un rôle dans l’inhibition de la surconsommation de l’alcool, ces études ont manqué de résolution pour déterminer les circuits neuronaux spécifiques liés à la suppression de la consommation d’alcool.
Martin et ses collègues ont pu affiner la zone du cerveau responsable de la suppression de la consommation excessive d’alcool à un ensemble neuronal spécifique en utilisant une combinaison de photométrie avancée en fibre, optogénétique, électrophysiologie et transcriptomique unique avec une approche vectorielle virale.
« L’âge d’or des neurosciences que nous sommes entrés il y a une décennie s’accélère maintenant », a expliqué Martin. « Avec tous les outils à notre disposition, nous sommes maintenant en mesure de faire des choses qu’il y a 10 ou même cinq ans était inimaginable. Il y a des milliards de neurones dans le cerveau. Sans ces technologies, nous ne serions pas en mesure de détecter cette activité parmi toutes ces cellules. Elle volerait sous le radar car il y aurait si peu de cellules actives, nous ne pourrions pas les voir. »
Un groupe discret de neurones co-activés, les ensembles neuronaux représentent les unités de base du code neuronal dans le cerveau. Ces petits groupes neuronaux fonctionnent dans des modèles coordonnés et récurrents, se réunissant pour créer un schéma d’activité distinct, souvent en réponse à des stimuli spécifiques.
En utilisant un modèle de souris spécial conçu pour l’étiquetage et la manipulation des neurones qui sont activés pendant un délai défini, Martin et ses collègues ont pu identifier un petit groupe de neurones activés en réponse à des événements de consommation excessive d’alcool.
Lorsque les neurones sont activés dans ces modèles animaux, ils émettent une protéine fluorescente extrêmement brillante qui peut être observée en utilisant des technologies de photométrie de fibre. Parce que cela se produit en temps réel, les scientifiques peuvent identifier les neurones précis qui tirent lorsque l’animal est exposé à un stimulus. Ensuite, en utilisant des techniques optogénétiques qui utilisent la lumière pour activer les cellules en toute sécurité chez les animaux vivants, ces neurones peuvent être allumés et désactivés, comme un interrupteur. Cela permet aux scientifiques d’observer des changements de comportement potentiels et de relier ces changements à des neurones spécifiques du cerveau.
« Nous savons que dans certains cas, la consommation excessive d’alcool peut entraîner une dépendance à l’alcool », a expliqué Martin. « Cette zone du cerveau semble être intimement impliquée dans la suppression de ce comportement. Il pourrait se faire que les ratés dans ce mécanisme soient impliqués dans la dépendance à l’alcool et la réactivation pourraient être une cible potentielle pour la thérapeutique. »
Alors que la technologie continue de progresser et qu’il devient possible d’observer même de petits sous-ensembles de neurones, Martin pense qu’il peut y avoir aussi peu que deux ou trois douzaines de neurones responsables de la suppression de la consommation excessive d’alcool et de savoir ce qu’elles sont pourrait être une étape essentielle vers le développement de la thérapeutique ciblée.
