Une étude en neurosciences de Concordia montre comment inhiber un comportement conditionné
Publié par Isabelle le 21/02/2018 à 12:00
Source: Université Concordia
L'odeur du café peut provoquer l'envie de caféine. De la même manière, le fait de voir un plateau de desserts au restaurant peut inciter à en commander un, même après un repas très copieux. Et s'il était possible de résister à ces tentations?

Des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) Concordia affirment avoir trouvé le bouton "pause".


Des chercheurs de Concordia ont utilisé une méthode optogénétique pour activer sélectivement des neurones exprimant une protéine canal photoactivée, que l'on voit ici 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...) fluorescent. Photo credit: Franz Villaruel

En effet, dans une étude récemment publiée dans Cerebral Cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.), une équipe dirigée par les chercheurs de psychologie Nadia Chaudhri et Andrew Chapman, de la Faculté des arts et des sciences de Concordia, montre que la 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...) du cortex infralimbique peut inhiber la réaction aux signaux environnementaux prédisant l'occasion de consommer du sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est majoritairement formé d'un composé...).

Le cortex infralimbique est une partie du 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...) qui joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) un rôle important dans l'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs...).

Si le terme "extinction" fait naître des images de dinosaures et d'oiseaux dodos, il désigne aussi un processus psychologique régissant notre aptitude à cesser de réagir à des signaux environnementaux qui ne prédisent plus la survenue d'événements désirables précis.

Dans le cadre de l'étude, l'équipe de Nadia Chaudhri a testé l'hypothèse selon laquelle le souvenir de l'extinction – c'est-à-dire la capacité de se rappeler qu'un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par...) n'entraîne plus un résultat attendu – se forme et se conserve dans le cortex infralimbique.

Pour ce faire, les chercheurs Chaudhri et Chapman ainsi que quatre étudiants des cycles supérieurs de Concordia ont eu recours à l'optogénétique. Cette technique neuroscientifique de pointe permet aux chercheurs d'insérer des protéines photosensibles dans des cellules du cerveau, puis de les activer sélectivement par la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...).

"Nous avons examiné les mécanismes du cerveau qui déterminent l'aptitude à cesser de réagir à des signaux prédisant des événements désirables lorsque ceux-ci ne se produisent plus, explique Nadia Chaudhri. Ces processus nerveux jouent un rôle clé dans la souplesse et l'adaptabilité du comportement quand les circonstances changent."

Bruit blanc, sucre et signaux contradictoires

Les chercheurs ont donc étudié l'extinction au moyen d'un modèle animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe,...). Ils ont conditionné des rats à associer de courts éclats de bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu,...) à la présentation d'un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) sucré. Quand les sujets ont compris que le bruit blanc prédisait l'offre de sucre, les chercheurs les ont soumis à un protocole d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs culturelles, par...) de l'extinction consistant à exposer les rats au bruit blanc à répétition sans leur offrir de sucre.

Les chercheurs ont constaté que les rats finissent par apprendre à ne plus réagir. Cependant, lorsqu'on leur redonne une petite goutte de sucre et qu'on leur fait ensuite entendre le bruit blanc, ils recommencent vite à réagir comme si ce bruit signalait de nouveau la disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit...) de sucre.

Grâce à l'optogénétique, les chercheurs ont activé sélectivement le cortex infralimbique des rats durant des éclats de bruit suivant la présentation d'une goutte de sucre.

Cette technique leur a permis d'amplifier l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de neurones du cortex infralimbique durant la présentation de signaux – potentiellement les mêmes neurones qui conservent le souvenir que le signal de bruit blanc ne prédit plus le sucre.

L'équipe de la professeure Chaudhri a ainsi découvert que cette activation (Activation peut faire référence à :) du cortex infralimbique atténuait le retour de la réponse au signal qui avait été déclenché (Un déclenché (ou tonneau déclenché) est une figure de voltige aérienne.) par la goutte de sucre. C'est comme si le souvenir formé durant l'extinction – selon lequel le bruit blanc ne prédisait plus le sucre – avait été réactivé.

"Il s'agit d'exercer un contrôle sur les actions et les réactions"

"Pour nous, cette découverte est très importante, déclare la professeure Chaudhri. Elle donne à penser que cette partie du cortex joue un rôle déterminant dans notre capacité à inhiber notre réaction à des signaux qui prédisent des choses désirables comme le sucre – domaine de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) qui demeurait 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...) insuffisamment exploré."

"Notre étude ouvre la voie aux recherches sur les futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) traitements pharmaceutiques susceptibles d'accroître la capacité des neurones infralimbiques à inhiber la réponse aux signaux. Il s'agit d'exercer un contrôle sur les actions et les réactions."

L'extinction est un processus psychologique fondamental présent chez de nombreux organismes allant des vers de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...) aux êtres humains, en passant par les souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi...) et les rats. D'après Nadia Chaudhri, l'étude axée sur la découverte qu'a menée son équipe a contribué à l'avancement des connaissances scientifiques sur ce processus critique. Elle pourrait également avoir des retombées dans le traitement de troubles humains comme la dépendance aux drogues.

"Les signaux liés à la toxicomanie (A l'origine "la" toxicomanie est un terme qui vient du grec toxikon, « poison » et mania, « folie » et qui signifie que quelqu'un use de manière...) peuvent favoriser une rechute chez les personnes qui soignent leur dépendance, poursuit-elle. La guérison (La guérison est un processus biologique par lequel les cellules du corps se régénèrent pour réduire l'espace d'une région endommagée par la nécrose. La...) est plus efficace chez celles qui sont en mesure d'inhiber leur réaction à des signaux associés à la drogue (Une drogue est un composé chimique, biochimique ou naturel, capable d'altérer une ou plusieurs activités neuronales et/ou de perturber les communications neuronales. La...)."

Elle ajoute que les résultats de ces travaux pourraient également profiter aux personnes présentant un stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes...) post-traumatique. Celles-ci gagneraient en effet à pouvoir arrêter de réagir à des rappels de leur trauma.

Cette étude a été rendue possible en partie par le Programme d'optimisation des installations du Vice-rectorat à la recherche et aux études supérieures ainsi que le Fonds de soutien à la recherche du gouvernement fédéral. Elle a également bénéficié de subventions du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada de même que de la Fondation canadienne pour l'innovation.

Contacts chercheurs
- Nadia Chaudhri
- Andrew Chapman

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