Le cer­veau fa­brique des neu­rones à la de­mande

La Recherche - - Fondamentaux - de Ma­ria­na Alon­so

On pour­rait ima­gi­ner des so­lu­tions in­édites pour ré­pa­rer une lé­sion cé­ré­brale ”

Notre ré­serve neu­ro­nale s’ame­nuise-t-elle iné­luc­ta­ble­ment à l’âge adulte ? Non. Des tra­vaux pu­bliés ces der­nières an­nées ont mis en évi­dence une pro­duc­tion conti­nue de neu­rones tout au long de la vie dans le cer­veau de la plu­part des mam­mi­fères, y com­pris les hommes (1). Un phé­no­mène que l’on nomme la neu­ro­ge­nèse adulte. Ce­la met fin au dogme qui a gou­ver­né les neu­ros­ciences pen­dant plus d’un siècle, se­lon le­quel les neu­rones ne se re­pro­duisent que pen­dant la phase du dé­ve­lop­pe­ment de notre cer­veau, jus­qu’à l’ado­les­cence. Les adultes aus­si pro­duisent donc des neu­rones ju­vé­niles, à par­tir de cel­lules souches qui ont la ca­pa­ci­té de se dif­fé­ren­cier en cel­lules spé­cia­li­sées. Leurs ré­ser­voirs ont été lo­ca­li­sés dans deux ré­gions du cer­veau : l’hip­po­campe, où se forment les nou­veaux sou­ve­nirs, et la pa­roi du ven­tri­cule, ca­vi­té où cir­cule le li­quide cé­pha­lo­ra­chi­dien. Chez les ron­geurs, on sait que ces neu­rones, une fois pro­duits, quittent leur ré­ser­voir, migrent et s’in­tègrent dans un ré­seau neu­ro­nal fonc­tion­nel pré­exis­tant.

QUEL EST LE RÔLE

phy­sio­lo­gique de cette neu­ro­ge­nèse? Les neu­rones ju­vé­niles pos­sèdent des ca­rac­té­ris­tiques uniques qui laissent pen­ser qu’ils rem­plissent une fonc­tion spé­ci­fique dans le fonc­tion­ne­ment du cer­veau. Dans l’hip­po­campe, ils semblent avoir une fonc­tion im­por­tante dans l’ap­pren­tis­sage et le re­pé­rage spa­tial. D’autres études ont mon­tré que les cel­lules souches lo­ca­li­sées sur la pa­roi du ven­tri­cule se dif­fé­ren­cient en neu­rones du sys­tème ol­fac­tif. Ils migrent vers le bulbe ol­fac­tif qui, dans le cer­veau, est le pre­mier re­lais pour in­ter­pré­ter les sti­mu­li ol­fac­tifs, et se­raient donc es­sen­tiels dans l’ap­pren­tis­sage et la mé­moire des odeurs. Par ailleurs, nous sa­vons que le stress ou la dé­pres­sion peuvent ré­duire la neu­ro­ge­nèse et que les in­ter­ac­tions so­ciales, l’exer­cice phy­sique et l’ap­pren­tis­sage peuvent au contraire aug­men­ter la pro­duc­tion et la sur­vie de ces jeunes neu­rones. Ré­cem­ment, une équipe de l’uni­ver­si­té Co­lum­bia, à New York, est al­lée plus loin. Elle a dé­mon­tré que, dans l’hy­po­tha­la­mus – ré­gion qui com­mande la pro­duc­tion d’hor­mones et l’état phy­sio­lo­gique de notre cer­veau –, les neu­rones « à proo­pio­mé­la­no­cor­tine » (neu­rones POMC) se connectent à la par­tie an­té­rieure ven­trale de la pa­roi du ven­tri­cule, où ils li­bèrent des en­dor­phines (2). Ce­la leur per­met de ré­gu­ler la pro­li­fé­ra­tion d’une sous-po­pu­la­tion par­ti­cu­lière de cel­lules souches, qui se dif­fé­ren­cient en­suite en neu­rones du bulbe ol­fac­tif. Or les neu­rones POMC sont ac­ti­vés par la prise ali­men­taire et leur ac­ti­vi­té di­mi­nue dans un contexte de jeûne. La res­tric­tion ali­men­taire ré­duit donc la pro­duc­tion d’un groupe spé­ci­fique de neu­rones dans le bulbe ol­fac­tif. Et il y a fort à pa­rier qu’il existe de nom­breux autres mé­ca­nismes de ré­gu­la­tion pour d’autres ca­té­go­ries de neu­rones ju­vé­niles. Que si­gni­fie une telle ré­gu­la­tion neu­ro­nale ? On peut l’in­ter­pré­ter comme une adap­ta­tion à l’en­vi­ron­ne­ment. Une mo­di­fi­ca­tion dans la dis­po­ni­bi­li­té de nour­ri­ture pour­rait par exemple né­ces­si­ter des mo­da­li­tés ol­fac­tives par­ti­cu­lières. En ré­gu­lant la pro­duc­tion d’un cer­tain type de neu­rones ju­vé­niles s’in­té­grant dans le bulbe ol­fac­tif, les ron­geurs se­raient ain­si plus per­for­mants pour dé­tec­ter des odeurs as­so­ciées à la nour­ri­ture, au dé­tri­ment d’une perte de la dis­cri­mi­na­tion de leurs congé­nères. Au contraire, dans une pé­riode de re­pro­duc­tion, ils pour­raient avoir des be­soins ol­fac­tifs spé­ci­fiques pour re­con­naître les bons par­te­naires, sol­li­ci­tant un ajus­te­ment fin du ré­seau neu­ro­nal de ce sys­tème.

CETTE ÉTUDE

sou­ligne ain­si l’idée d’une neu­ro­ge­nèse « à la de­mande » qui mo­dè­le­rait notre cer­veau en fonc­tion de be­soins spé­ci­fiques. Même si nos tra­vaux de re­cherche fon­da­men­tale sont loin d’avoir une ap­pli­ca­tion im­mé­diate, l’idée que notre cer­veau a po­ten­tiel­le­ment la ca­pa­ci­té de se ré­gé­né­rer au gré de ses be­soins est fas­ci­nante. Si l’on pou­vait un jour ma­ni­pu­ler et dé­rou­ter ces nou­veaux neu­rones, on pour­rait ima­gi­ner de nou­velles so­lu­tions thé­ra­peu­tiques, no­tam­ment pour ré­pa­rer des ré­gions en­dom­ma­gées par des ma­la­dies neu­ro­dé­gé­né­ra­tives ou des lé­sions cé­ré­brales. (1) A. Ernst et J. Fri­sén, PLoS Biol., 13, e1002045, 2015. (2) A. Paul et al., Science, 356, 1383, 2017.

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