Le système d’équilibre du cerveau

Un petit groupe de neurones dopaminergiques joue un rôle crucial dans la régie de nombreux comportements

Une découverte d’une équipe de neuroscientifiques dirigée par l’Université McGill pourrait mener à de nouveaux traitements contre un éventail de troubles psychiatriques et neurologiques causés par le dysfonctionnement de certaines voies de la dopamine.

Les personnes aux prises avec un trouble psychiatrique, comme la schizophrénie, la dépendance ou le trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité, ou avec un trouble neurologique, comme la maladie de Parkinson ou d’Alzheimer, pourraient voir la lumière poindre au bout du tunnel. Une équipe de neuroscientifiques a découvert qu’un petit groupe de neurones dopaminergiques du striatum joue un rôle de premier plan dans l’équilibre de plusieurs fonctions cérébrales essentielles, dont celles associées à la récompense, à la cognition et au mouvement.

La dopamine est une molécule messagère souvent associée au plaisir et à la récompense. Elle joue cependant un rôle tout aussi important dans la régulation de l’humeur, le sommeil et la digestion de même que dans les fonctions motrices et cognitives. Une trop grande quantité de dopamine, causée par la prise de certains médicaments ou par certains comportements, provoque la dépendance, tandis que l’absence de dopamine peut grandement altérer la motricité, comme chez les personnes atteintes de Parkinson.

Des scientifiques ont précédemment mis au jour deux voies et types distincts de récepteurs de la dopamine de la partie antérieure du cerveau, soit les récepteurs D1, qui activent les neurones, et les récepteurs D2, qui en inhibent l’action. L’existence d’un troisième groupe de récepteurs de la dopamine possédant à la fois les récepteurs D1 et D2 était aussi connue, mais sa fonction précise demeurait un mystère, du moins, jusqu’à aujourd’hui.

À l’aide d’outils génétiques novateurs conçus pour les cibler avec précision, l’équipe de recherche a réussi à lever progressivement le voile sur ces récepteurs de la dopamine, qui équivalent à seulement cinq pour cent des neurones dopaminergiques du striatum.

Le centre de l’équilibre

L’équipe de recherche a découvert que ce groupe de neurones est doté de caractéristiques cellulaires uniques lorsque stimulé par la dopamine et qu’il est à l’origine d’une nouvelle voie essentielle à l’équilibre du cerveau antérieur. Il assure la motricité dans des conditions physiologiques normales et réduit l’hyperactivité causée par des psychostimulants.

« Ces neurones équilibrent l’action des deux types de récepteurs de la dopamine dans le cerveau, soit l’activation ou l’inhibition des deux voies que nous connaissions déjà. Sans ces neurones, le système cérébral entier deviendrait hyperactif et incontrôlable sous l’influence de la dopamine », explique Bruno Giros, professeur au Département de psychiatrie de l’Université McGill, chercheur au Centre de recherche Douglas et auteur en chef d’un récent article publié sur le sujet dans la revue Nature Neuroscience. « Cette découverte est exaltante : nous avons travaillé sur ce projet pendant près de 10 ans avec une équipe de l’Université libre de Bruxelles pour en arriver là. »

Pour le professeur Giros, cette découverte est le fruit de 30 années de recherche dans le domaine, notamment aux côtés du neuroscientifique de renom Marc Caron et du lauréat du prix Nobel de 2012 Robert J. Lefkowitz, boursier postdoctoral au Centre médical de l’Université Duke.

« Nous commençons tout juste à utiliser les outils que nous avons conçus pour découvrir cette voie », affirme Alban de Kerchove d’Exaerde du laboratoire de neurophysiologie de l’Université libre de Bruxelles, qui a participé aux travaux de recherche. « Je suis persuadé que ces outils nous permettront, à nous et à d’autres équipes de recherche, de découvrir petit à petit le rôle important que joue cette nouvelle voie des noyaux gris centraux dans différents domaines. »

« Maintenant que nous comprenons comment cette troisième voie régit la motricité, nous comptons en apprendre plus sur son rôle dans le contrôle des processus cognitifs et sur son altération en cas de troubles psychiatriques », ajoute le professeur Giros.

Cette recherche a été financée par des subventions des Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) et de la Fondation Graham-Boeckh.

L’article Striatal projection neurons coexpressing dopamine D1 and D2 receptors modulate the motor function of D1- and D2-SPNs, par Bonnavion, P., Varin, C., Fakhfouri, G. et coll., a été publié dans la revue Nature Neuroscience.

DOI : https://doi.org/10.1038/s41593-024-01694-4