Un engramme ocytocinergique pour apprendre et contrôler sa peur
Publié par Isabelle le 23/05/2019 à 14:00
Source: CNRS INSB
Une étude internationale vient de démontrer pour la première fois l'existence d'un engramme, trace biologique de la mémoire, constitué de neurones ocytocinergiques appartenant à une structure évolutivement ancienne, l'hypothalamus. Ces neurones projettent exclusivement à l'amygdale, une région fortement impliqué dans la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) émotionnelle, afin de moduler les réactions de peur. Ces résultats sont détaillés dans un article publié dans la revue Neuron.


Figure: Images de microscopie à fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut servir à caractériser un matériau.) montrant en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette fréquence....) les neurones ocytocinergiques de l'hypothalamus (noyau paraventriculaire en haut ; noyau supraoptique en bas), ainsi qu'un axone (Un axone ou fibre nerveuse est le prolongement long, mince et cylindrique d'un neurone qui conduit les impulsions électriques en dehors du corps cellulaire. Les axones sont...) ocytocinergique présent au sein de l'amygdale centrale (à droite). Les neurones activés lors d'un épisode de peur sont les seuls à présenter une fluorescence rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), apparaissant ainsi en jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :) sur les images.
© A. Charlet & V. Grinevich.

Nos souvenirs définissent qui nous fûment mais aussi qui nous sommes et qui nous serons. L'idée d'une représentation physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) de la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) remonte à il y a plus de 2000 ans. En 350 av. J.-C., Aristote (Aristote (en grec ancien Ἀριστοτέλης / Aristotélês) est un philosophe grec né à Stagire (actuelle Stavros) en Macédoine...) théorisait que "le processus de stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui est transmis...) sensorielle marque une sorte d'impression du percept, juste comme un sceau laisse son empreinte dans une cire (Chimiquement, la cire est un ester de l'éthylène glycol et de deux acides gras ou un monoester d'acide gras et d'alcool à longues chaines. Le terme de cire...) chaude". Cette idée a progressivement menée vers l'hypothèse selon laquelle des ensembles de cellules, organisés et sélectivement activés, forment les blocs de base de la trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du plasma coronal, à travers des images...) mnésique, l'engramme.

Cette hypothèse constitue aujourd'hui un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) majeur d'investigations, guidant l'étude des mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à l'encodage et la préservation de la mémoire. Le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité...) est l'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est...) le plus complexe qui soit, ayant évolué sur des centaines de millions d'années à partir de simples réseaux de neurones responsables de comportements simples, comme orchestrer la survie en évitant l'exposition au danger. La mémoire jouant un rôle clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) dans la survie de l'individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).), les constellations de cellules, interagissant entre elles pour former des engrammes, pourraient être évolutivement très anciennes.

Pourtant, à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...), le dogme prédominant veut que la mémoire soit encodée dans l'hippocampe pour être ensuite stockée dans le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.). Cette vision limitée ne prend que peu en considération les autres structures cérébrales, particulièrement celles évolutivement plus anciennes pouvant effectuer une réorganisation dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des circuits anatomiques et fonctionnels soutenant la formation et le stockage de la mémoire.

Dans cette étude, les chercheurs démontrent que des engrammes sont susceptibles de se former dans des structures comme l'hypothalamus. Pour ce faire, ils se sont intéressés aux neurones produisant l'ocytocine (L'ocytocine ou oxytocine est une hormone peptidique synthétisée par les noyaux paraventriculaire et supraoptique de l'hypothalamus et sécrétée par l'hypophyse postérieure (neurohypophyse).), un neuropeptide fortement impliqué dans la régulation des émotions, incluant la douleur (La douleur est la sensation ressentie par un organisme dont le système nerveux détecte un stimulus nociceptif. Habituellement, elle correspond à un...) et la peur. A l'aide d'une nouvelle méthode de ciblage génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.), permettant de cibler spécifiquement les neurones ocytocinergiques activés lors de l'une réaction de peur, les auteurs ont découvert la formation et l'intégration d'engrammes hypothalamiques dont la manipulation altère drastiquement l'expression et le souvenir d'une peur. En effet, l'activation (Activation peut faire référence à :) optogénétique (en utilisant un effecteur photosensible) de ces cellules gomme entièrement l'expression de la peur tandis que l'inhibition chémogénétique (en utilisant un effecteur chimique) de cet engramme bloque son extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs domaines :), induisant donc sa persistance ( Persistance (statistiques) Persistance (informatique) en peinture : La Persistance de la mémoire (1931) en médecine : la persistance du canal artériel la...).

Par ailleurs, ces neurones font preuve d'une étonnante plasticité, transitant d'une transmission lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) médiée par le neuropeptide ocytocine vers une communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) beaucoup plus rapide, via la sécrétion de glutamate. Cette découverte marque un changement de paradigme, appelant à explorer plus avant l'existence et l'intégration des engrammes dans les différentes régions cérébrales pour mieux comprendre les circuits anatomiques et fonctionnels sous-jacents aux émotions. telle que la peur dans les troubles de stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des...) post-traumatiques.

Pour en savoir plus:
Fear Memory Engram and its Plasticity in the Hypothalamic Oxytocin System.
Hasan MT, Althammer F, Silva da Gouveia M, Goyon S, EliavaM, Lefevre A, Kerspern D, Schimmer J, Raftogianni A, Wahis J, Knobloch-Bollmann HS, Tang Y, Liu (Liu (chinois : 柳宿, pinyin : liǔ xiù) est une loge lunaire de l'astronomie chinoise. Son étoile référente...) X,Jain A, Chavant V,Goumon Y, Weislogel J-M, HurlemannR, Herpertz SC, Darbon P,Dogbevia GK,Bertocchi I, Larkum ME,Sprengel R, Bading H, Charlet A, Grinevich V. (2019).

Neuron, in press. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.04.029
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