Un poste relais sensoriel du cerveau pourrait jouer un rôle inattendu dans l’autisme

Les neurones reliant le thalamus au cortex préfrontal ne signalent pas convenablement dans un modèle murin du syndrome du X fragile.

 Brain’s sensory relay station may play unexpected role in autism Traduction Curiouser

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Par Nicholette Zeliadt, 22 octobre 2019

Les neurones du thalamus, une des régions du cerveau, réguleraient le comportement social, jouant ainsi un rôle clé au niveau de l’autisme, rapportent des chercheurs lors du Rassemblement annuel de la société des neurosciences 2019 se tenant à Chicago, dans l’Illinois.

On a longtemps considéré le thalamus comme un poste relais qui se contentait de transmettre les informations sensorielles au cortex cérébral. Toutefois, des chercheurs commencent à reconnaître qu’une partie du thalamus, le noyau dorsomédian, joue un rôle crucial au niveau cognitif1.

Les chercheurs ont identifié deux catégories de neurones qui, depuis le thalamus, envoient des signaux au cortex préfrontal, une région impliquée dans l’autisme. Ils ont découvert qu’une de ces catégories envoyait de faibles signaux chez les souris déficitaires en FMR1, un gène qui provoque par sa mutation le syndrome de l’X fragile.

« De très nombreux travaux ont été menés sur le rôle du cortex préfrontal dans l’autisme, mais nous commençons à comprendre qu’une grande partie de ses actions est orchestrée par le thalamus », indique Audrey Brumback, responsable des recherches et professeur adjoint en neurologie et pédiatrie à l’Université du Texas, à Austin.

Brumback et ses collègues ont tout d’abord testé des échantillons de cerveaux de souris avec une minuscule électrode, afin de déterminer quelles étaient les propriétés électriques des neurones du thalamus. Ils ont découvert qu’il existait deux réactions neuronales face au courant transmis par l’électrode.

Pour tous les neurones, on observe une baisse de la tension en réponse au courant électrique. Mais cette baisse s’avère persistante dans le cas de certains neurones, tandis qu’elle « s’affaiblit » pour d’autres, ou décroît avec le temps.

Ces deux types de fonctionnement ont été nommés par l’équipe « neurones à affaiblissement peu marqué » ou « neurones à affaiblissement très marqué ».

On a retrouvé ce type de réponses dans d’autres parties du cerveau, mais pas dans le thalamus.

Chez les souris auxquelles manquait le gène FMR1, les chercheurs ont découvert que les neurones « à affaiblissement très marqué » fonctionnaient moins souvent que ceux des souris contrôles, mais que les neurones « à affaiblissement peu marqué » n’étaient pas touchés.

Il est possible que les neurones possédant cette propriété électrophysiologique (« à affaiblissement très marqué ») soient affectés de manière sélective dans le cadre de l’autisme, affirme Brumback.

Test des circuits

Son équipe a également découvert qu’un circuit reliant le thalamus au cortex préfrontal jouait un rôle important dans le cadre du comportement social. Elle avait auparavant rapporté que ce circuit était dégradé chez trois souris modèles de l’autisme.

Les chercheurs ont eu recours à l’optogénétique – ce qui implique l’utilisation d’impulsions lumineuses – pour activer ou désactiver les branches neuronales qui vont du cortex préfrontal jusqu’au thalamus. Le fait d’activer ces branches chez les souris types diminuait leur intérêt pour les interactions sociales. Le fait de les désactiver chez des souris exposées in utero à de l’acide valproïque – c’est-à-dire chez des souris modèles de l’autisme – améliorait chez celles-ci leur recherche de contacts sociaux.

L’équipe a ensuite employé la même stratégie pour activer les branches des neurones qui partent du thalamus pour aller jusqu’au cortex préfrontal. Cela contribuait, là-aussi, à la dégradation du comportement social chez les souris contrôles. Les résultats sur les souris exposées à l’acide valproïque ne sont pas encore disponibles, mais l’étude menée jusque-là suggère que les connexions réciproques entre le cortex préfrontal et le thalamus ont une influence sur le comportement social.

Comme l’indique Audrey Brumback, « ce circuit bidirectionnel s’avère important pour le comportement social ».

Référence :

  1. Rikhye R.V. et al. Annu. Rev. Neurosci. 41, 163-183 (2018) PubMed

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