Fumeurs, fumeuses: la nicotine vous exploite !

Publié par Adrien le 30/11/2021 à 13:00
Source: CNRS INSB
La nicotine contenue dans le tabac détourne l'activité des neurones dopaminergiques du système de récompense, ce qui conduit à un renforcement du comportement de prise de drogue puis à l'addiction. Les résultats d'une nouvelle étude chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant...), publiés dans la revue Nature Communication, indiquent que la nicotine (La nicotine (de Jean Nicot) est un alcaloïde présent dans les feuilles de tabac...), par son action sur les neurones dopaminergiques, modifie aussi la prise de décisions et des comportements qui ne sont pas directement liés à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) ou à la prise de drogue (Une drogue est un composé chimique, biochimique ou naturel, capable d'altérer une ou...).

La consommation chronique de nicotine, principal agent actif du tabac, entraîne de nombreuses altérations physiologiques et comportementales. En particulier, la nicotine détourne l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des neurones de l'aire (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) tegmentale ventrale qui produisent la dopamine (La dopamine est un neurotransmetteur appartenant aux catécholamines et donc issue de l'acide...) (neurones dopaminergiques). Ce noyau cérébral fait partie du circuit de la récompense et joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) un rôle prépondérant dans la motivation (La motivation est, dans un organisme vivant, la composante ou le processus qui règle son...), la prise de décisions et le renforcement. Par son action sur les neurones dopaminergiques, la nicotine contribue à un renforcement aberrant du comportement de prise de drogue et à l'addiction (La dépendance est, au sens phénoménologique, une conduite qui repose sur une envie...). Mais en modifiant à long terme l'activité de ces neurones, la nicotine peut également altérer des comportements qui ne sont pas directement liés à la recherche ou à la prise de drogue. Chez les fumeurs, il existe par exemple des différences dans des traits de personnalité impactant la vie (La vie est le nom donné :) quotidienne, tels que l'impulsivité ou l'anxiété (L'anxiété est pour la psychiatrie phénoménologique biologique et...). Cependant, il est souvent difficile de savoir si ces différences préexistent au tabagisme (Le tabagisme est le fait de consommer du tabac, produit manufacturé élaboré à...), ou si elles sont la conséquence de l'exposition à la nicotine. La nicotine perturbe-t-elle nos choix quotidiens en affectant la façon dont nous attribuons de la valeur aux objets et aux évènements, ou en influençant notre stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie...) pour résoudre un problème ?

Pour répondre à cette question, des scientifiques ont testé, chez la souris, l'effet d'une exposition chronique à la nicotine sur la prise de décision dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) qui n'est pas lié à la consommation de drogue. Ils ont analysé les choix des animaux dans une expérience mimant les machines à sous d'un casino: en se déplaçant librement dans une arène circulaire, l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...) peut choisir de s'arrêter sur trois petites aires, A, B et C, chacune lui délivrant une récompense avec une probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...) (respectivement 100%, 50% ou 25% des cas). Ils ont ainsi mis en évidence plusieurs stratégies, allant de l'exploitation des zones où les probabilités de récompense sont les plus fortes (100% et 50%), à l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.), caractérisée par des choix plus variables et une visite plus fréquente des zones associées à des probabilités de récompense plus faibles (50% et surtout, 25 %).

Les résultats montrent que les souris exposées à la nicotine développent une préférence pour une stratégie d'exploitation des sites ayant les probabilités de récompense les plus élevées (100% et 50%). Elles adoptent donc un comportement plus optimal que les autres en termes de récompense, mais aux dépens de l'exploration d'options en apparence moins rentables à court terme, mais qui sont pourtant nécessaires pour mieux comprendre l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) et s'adapter aux changements à long terme. En outre, les chercheurs montrent que l'exposition chronique de ces animaux à la nicotine produit aussi une augmentation de l'activité spontanée des neurones dopaminergiques.

Pour tester si cette augmentation d'activité suffit à impacter les stratégies d'exploitation ou d'exploration des souris, les scientifiques ont utilisé une technique optogénétique pour stimuler ou inhiber artificiellement ces neurones avec de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...). La stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs...) a rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie)...) les souris plus exploitantes, mimant ainsi les effets observés chez les animaux sous nicotine, tandis que l'inhibition de ces neurones a rendu les souris plus exploratrices.

Ces résultats jettent un nouvel éclairage sur l'addiction au tabac. Ils suggèrent que la nicotine, par son action sur le système dopaminergique, perturbe la perception de la valeur des récompenses ou la stratégie de prise de décisions, influençant ainsi un vaste champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de comportements de choix, y compris ceux ne concernant pas la recherche ou la prise de drogue.


(A) Représentation schématique de la tâche comportementale. Dans une arène circulaire, trois petites aires disposées en triangle équilatéral sont associées à des probabilités différentes (respectivement 100%, 50% et 25%) d'obtention d'une récompense sous la forme d'une stimulation électrique. Lorsque la souris se trouve dans une de ces zones, elle doit effectuer un choix binaire entre les deux autres pour obtenir sa récompense avec les probabilités qui leur sont associées. À chaque essai, il existe donc une différence de valeur entre les deux options. Choisir l'option avec la plus forte probabilité de récompense permet à l'animal de maximiser le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) des récompenses. Choisir l'option de plus faible probabilité revient, pour l'animal, à explorer son environnement, une stratégie dont le bénéfice à long terme est de collecter de l'information en variant son comportement.

(B) Exemples de trajectoires d'animaux après plusieurs essais, et stratégies associées. Choisir systématiquement l'option de plus forte valeur en termes de probabilité de récompense revient, pour la souris, à alterner préférentiellement entre les zones 100% et 50%: c'est la stratégie "d'exploitation" (à droite). À l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...), varier ses choix entre les trois aires définit une stratégie "d'exploration" (à gauche). Une exposition chronique des souris à la nicotine augmente l'activité des neurones dopaminergiques et oriente ces animaux vers un profil plus "exploitant". En augmentant ou en diminuant directement l'activité de ces neurones par une technique optogénétique, il est également possible d'orienter la prise de décision vers une stratégie plus exploitante ou plus exploratoire, respectivement.

Pour en savoir plus:
Chronic nicotine increases midbrain dopamine neuron activity and biases individual strategies towards reduced exploration in mice.
Dongelmans M, Durand-de CuttoliR, Nguyen C, Come M, Duranté E.K., Lemoine D, Brito R, Ahmed Yahia T, Mondoloni S, Didienne S, Bousseyrol E, Hannesse B, Reynolds L.M., Torquet N, Dalkara D, Marti F, Mourot A, Naudé J, Faure P.
Nat Commun 26 novembre 2021. doi:10.1038/s41467-021-27268-7.

Laboratoire:
ESPCI, Laboratoire de plasticité du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...), (CNRS/Ecole supérieure de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) et de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) industrielles de la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour...) de Paris)
10 rue (La rue est un espace de circulation dans la ville qui dessert les logements et les lieux...) Vauquelin,
75005 Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...).
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