PLASTICITÉ : Reprogrammer le cerveau pour lui donner plus de flexibilité

Le cortex orbitofrontal est capable de reprogrammer les neurones des zones sensorielles

L'équipe démontre que le cortex orbitofrontal, une région du cortex cérébral qui se trouve derrière les yeux, est capable de reprogrammer les neurones situés dans les zones sensorielles. Par expériences avec des souris, les chercheurs ont simulé un processus de réapprentissage dans des conditions contrôlées et ont regardé ce qui se passe dans le cerveau au niveau des neurones individuels au cours de ce processus.

La preuve de l’adaptabilité …chez la souris :

• les chercheurs ont d'abord entraîné les animaux à lécher chaque fois qu'ils touchaient une bande de papier de verre à gros grains avec leurs moustaches et ont récompensé la réponse avec un verre d'eau de saccharose ;
• cependant, les souris n'avaient pas le droit de se lécher lorsqu'elles brossaient leurs moustaches contre du papier de verre à grain fin; si elles le faisaient, elles étaient sanctionnées par un léger bruit irritant ;
• une fois les souris conditionnées, les règles ont été inversées : la récompense était accordée après contact avec du papier de verre à grain fin ;
• les souris ont été rapidement reconditionnées.

Un remappage des cellules : au cours de ces expériences, les chercheurs ont utilisé des techniques de biologie moléculaire et d'imagerie pour analyser la fonction des différents types de neurones au niveau individuel et dans les cortex cérébraux impliqués. Cette analyse révèle que :

• un groupe de cellules cérébrales dans le cortex orbitofrontal est particulièrement actif pendant le processus de réapprentissage : ces cellules possèdent de longs axones qui s'étendent dans la zone sensorielle chez la souris qui traite les stimuli tactiles. Alors que ces cellules avaient initialement suivi l'ancien schéma d'activité, certaines d'entre elles se sont vite adaptées à la nouvelle situation. Et lorsque ces neurones spécifiques du cortex orbitofrontal sont inactivés, le « réapprentissage » s’en trouve altéré et les neurones de la zone sensorielle ne présentent plus de modification de leur activité.

La plasticité de ces cellules et les instructions qu'elles reçoivent du cortex orbitofrontal d'ordre supérieur s’avèrent donc cruciales pour la flexibilité comportementale et notre capacité d'adaptation. On savait depuis longtemps que le cortex orbitofrontal était impliqué dans les processus décisionnels, cette recherche identifie précisément les circuits neuronaux sous-jacents.

Mieux comprendre et pour mieux traiter certains troubles neurologiques : ces processus fondamentaux observés chez la souris pourraient, selon les auteurs, se dérouler à l’identique dans le cerveau humain. «Cette connaissance approfondie des processus cérébraux complexes impliqués dans la prise de décision est importante et va contribuer à une meilleure compréhension des troubles cérébraux dans lesquels la flexibilité dans la prise de décision est altérée, comme dans l'autisme et de schizophrénie.