Possible absence d’intérêt des souris "autistes" pour les odeurs sociales

Chez des souris ayant un gène lié à l'autisme, il n'y a pas de différence dans l'encodage des odeurs sociales ou non sociales.

Source : Mice with autism mutation may be indifferent to social scent Traduction lulamae

Possible absence d’intérêt des souris avec mutation autistique pour les odeurs sociales

Par Alla Katsnelson / 5 Décembre 2019

Puanteur perceptible : les souris auxquelles il manque un gène central dans l’autisme réagissent de la même manière aux parfums sociaux ou non sociaux. © tiripero / iStock Puanteur perceptible : les souris auxquelles il manque un gène central dans l’autisme réagissent de la même manière aux parfums sociaux ou non sociaux. © tiripero / iStock

Les neurones chez les souris qui n’ont pas le gène de l’autisme appelé CNTNAP2 ne distinguent pas bien les odeurs sociales et non sociales, selon une nouvelle étude. (1) Ces neurones se situent dans le cortex préfrontal – zone du cerveau qui régit le comportement social – et ils déclenchent une réponse de manière aléatoire.

Ces résultats laissent à penser que ces différences provoquent les problèmes de sociabilité chez les souris, et peut-être chez les personnes autistes qui ont des mutations de ce gène. Ces résultats sont parus le 25 Novembre dans Nature Neurosciences.

Cette étude est une des premières à explorer la manière dont les neurones du cortex préfrontal reconnaissent et déchiffrent, ou « encodent », l’information sociale.

Nous avons appris par de nombreuses études que le cortex préfrontal joue d’une manière ou d’une autre un rôle important dans les interactions sociales », indique le principal auteur, Ofer Yizhar, professeur en neurosciences à l’Institut Weizmann des Sciences à Rehovot, en Israël. « Mais nous savons à la vérité peu de choses sur la façon dont l’information sociale est encodée. »

Chez les humains, les mutations du CNTNAP2 sont liées à l’autisme et aux troubles du langage, ainsi qu’à une connectivité cérébrale endommagée.

D’après une théorie couramment admise, l’autisme provient d’un déséquilibre entre l’activité d’activation et d’inhibition dans le cerveau. Les souris sans le gène CNTNAP2 présentent un déséquilibre de ce type, même s’il n’est pas certain que ce déséquilibre ait une part dans leurs caractéristiques assimilables à l’autisme.

Il est possible que ce déséquilibre de signalisation empêche les neurones de s’activer de manière synchronisée en réponse aux signaux sociaux, précise Ofer Yizhar.

Cette étude est la première à établir un lien direct entre cette sorte d’activité cérébrale bruyante chez les souris modèles de l’autisme et les problèmes perceptibles dans leur comportement social, affirme Dan Feldman, professeur de neurobiologie à l’Université de Berkeley en Californie, qui n’a pas participé à cette étude. « Cela pourrait être d’une grande importance s’il s’avère que c’est un phénomène courant commun à ces différentes formes d’autisme », conclut-il.

Ambivalence sociale

L’équipe d’Ofer Yizhar a enregistré l’activité électrique des neurones dans le cortex préfrontal de souris mâles, en se servant d’un réseau d’électrodes. Ce réseau emploie des filaments intégrés au cerveau de la souris pour surveiller jusqu’à 30 neurones à la fois.

Un câble connecte le réseau installé sur la tête à un système d’enregistrement, qui laisse les souris déambuler librement dans un compartiment où les chercheurs ont vaporisé par des tuyaux un des cinq parfums suivants : des odeurs sociales provenant de souris mâles ou femelles inconnues ; de l’huile de beurre de cacahuète, que les souris apprécient ; de l’huile de banane, qui laisse les souris indifférentes ; et un produit chimique du nom d’hexanal, que les souris n’apprécient pas.

Les chercheurs ont exposé les souris à ces odeurs pendant plusieurs jours. Ils ont ensuite enregistré l’activité dans le cortex préfrontal tout en exposant les souris à chaque odeur l’une après l’autre.

Chez les souris contrôles, deux fois plus de neurones préfrontaux répondent aux odeurs sociales qu’aux odeurs non-sociales, ont constaté les chercheurs. Ces neurones s’activent aussi de manière plus fréquente que ceux des souris mutantes, et selon des schémas différents dans le cas d’odeurs sociales que dans le cas d’odeurs d’origine non sociale.[NB*]

“[Ceci] indique que le cortex préfrontal d’une certaine manière classe [les odeurs] différemment en fonction de cette propriété », souligne Yizhar.

Encodage olfactif

D’autres zones du cerveau qui réagissent aux odeurs, comme le cortex olfactif, n’indiquent pas de préférence pour les odeurs sociales, selon des études antérieures – qui mentionnent que le cortex préfrontal joue un rôle unique dans l’interprétation des odeurs.

Le cortex préfrontal assimile des niveaux d’informations multiples en provenance de zones cérébrales convergentes, afin d’encoder non l’odeur en elle-même, mais sa valeur sociale », précise Ofer Yizhar.

Les chercheurs ont ensuite enregistré l’activité neuronale des souris tandis que les animaux découvraient ces cinq odeurs pour la première fois – et une autre fois deux à cinq jours plus tard.

Comme la fois précédente, les souris contrôles faisaient la différence entre les odeurs sociales et non sociales – et elles y parviennent de mieux en mieux à d’autres points temporels, ce qui laisse à penser que l’expérience les aide à affiner leur réaction à ces odeurs.

Cependant, chez les souris mutantes, les neurones du cortex préfrontal répondent pareillement aux odeurs sociales qu’aux odeurs non sociales. « Elles n’ont pas réussi non plus à manifester un perfectionnement quelconque grâce à l’expérience », conclut Yizhar. « Elles sont restées dans une grande mesure les mêmes, sans changement. »

Pourtant, ces souris n’ont pas de mal à détecter les odeurs.

Ce qu’ils ont découvert est vraiment intéressant », affirme Audrey Brumback, professeure assistante de neurologie à l’Université du Texas à Austin, qui n’a pas participé à l’étude. « Ces animaux sont tout de même capables d’enregistrer les odeurs de la même façon, mais le processus d’encodage des odeurs sociales diffère fondamentalement. »

Même en l’absence d’odeurs, les neurones du cortex préfrontal des souris mutantes s’activent plus souvent que ceux des contrôles, et le schéma de ces activations est moins coordonné. Plus l’activation est bruyante, moins les neurones sont efficaces pour catégoriser les odeurs. La réaction des souris aux odeurs suit cette tendance ‘presque parfaite’ » se réjouit Yizhar. « C’est vraiment frappant. »

Ses collègues et lui-même projettent à présent d’étudier si ces résultats se confirment chez d’autres souris modèles de l’autisme. Ils évaluent actuellement la possibilité que le déclenchement ou l’inhibition de l’activité des neurones dans le cortex préfrontal influe sur la façon dont cette zone du cerveau traite les odeurs sociales.

Références :

  1. Levy D.R. et al. Nat Neurosci. 22, 2013-2022 (2019) PubMed

*NB : il y a une incertitude sur le sens de la phrase : "These neurons also fire more frequently than those in control mice do, and in distinct patterns for social versus nonsocial smells." dont la traduction littérale est : "Ces neurones s'enflamment également plus fréquemment que ceux des souris contrôles, et selon des schémas distincts pour les odeurs sociales et non sociales." Plus loin, il est indiqué "chez les souris mutantes, les neurones du cortex préfrontal répondent pareillement aux odeurs sociales qu’aux odeurs non sociales" mais aussi " les neurones du cortex préfrontal des souris mutantes s’activent plus souvent que ceux des contrôles, et le schéma de ces activations est moins coordonné"

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