Les participants atteints de TDAH rapportent également davantage d’épisodes de « vagabondage mental » (mind wandering) et de « blanc mental » (mind blanking), deux états directement corrélés à ces intrusions de sommeil local (image d’illustration). © Adobe Stock

Le trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH), qui touche environ 2,5 % des adultes, reste encore mal compris sur le plan biologique. Une étude internationale menée par des scientifiques de l’Inserm au sein de l’Institut du Cerveau (Inserm/CNRS/Sorbonne Université), et de l’Université Monash, en Australie, suggère que certains symptômes pourraient s’expliquer par l’intrusion d’ondes cérébrales lentes, habituellement associées au sommeil, pendant l’éveil. Ces ondes lentes pourraient ainsi constituer un biomarqueur potentiel du TDAH. À terme, ces résultats pourraient orienter de nouvelles stratégies thérapeutiques, notamment en agissant sur la qualité du sommeil et la régulation de la vigilance.

Oublis fréquents, erreurs d’inattention ou difficultés à maintenir son attention et à résister aux distractions : le trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH) touche environ 2,5 % des adultes, mais ses mécanismes biologiques restent encore mal compris.

Dans une étude internationale publiée le 16 mars dans le Journal of Neuroscience, des scientifiques de l’Inserm à l’Institut du Cerveau (Inserm/CNRS/Sorbonne Université), et de l’Université Monash, en Australie, suggèrent que les symptômes de ce trouble pourraient être liés à l’intrusion d’ondes lentes, habituellement observées lors du sommeil, pendant l’éveil. Ce phénomène, appelé « sommeil local », pourrait offrir une explication aux baisses d’attention et à la somnolence souvent observées chez les personnes atteintes de TDAH.

Pour parvenir à ces résultats, les scientifiques ont comparé l’activité cérébrale de 32 adultes atteints de TDAH, sous traitement médicamenteux, à celle de 31 adultes neurotypiques, tandis que les participants réalisaient une tâche nécessitant une attention soutenue.

Une densité d’ondes lentes plus élevées chez les adultes atteints de TDAH

Résultat : « Les adultes atteints de TDAH présentent une densité significativement plus élevée d’ondes lentes, habituellement observées lors du sommeil profond. Or, ces ondes ne sont pas anodines : plus leur densité est élevée, plus les participants commettent d’erreurs d’inattention et présentent des temps de réaction plus lents ou plus variables », résume Thomas Andrillon, chercheur Inserm au sein de la DreamTeam à l’Institut du Cerveau, et dernier auteur de l’étude.

Les participants atteints de TDAH rapportent également davantage d’épisodes de « vagabondage mental » (mind wandering) et de « blanc mental » (mind blanking), deux états directement corrélés à ces intrusions de sommeil local. Par ailleurs, le niveau de fatigue ressenti par les participants augmente à mesure que ces ondes lentes s’accumulent au cours de l’effort attentionnel.

« L’intrusion d’ondes du sommeil est un phénomène parfaitement normal. Pensez à une longue course à pied : au bout d’un certain temps, la fatigue physique vous oblige à faire une pause. C’est la même chose pour la fatigue mentale : après une journée passée éveillée ou après une mauvaise nuit de sommeil, le cerveau fait aussi des pauses sous la forme d’ondes lentes. Ces brefs moments d’inactivité cérébrale surviennent chez tout le monde », explique le chercheur.

Chez les personnes atteintes de TDAH, toutefois, cette activité est plus fréquente. Nos résultats suggèrent qu’elle pourrait constituer un mécanisme cérébral clé expliquant leurs difficultés à maintenir une attention et des performances stables au cours du temps. 

Thomas Andrillon, chercheur Inserm

Pour les scientifiques, ces ondes lentes pourraient ainsi constituer une piste d’explication reliant le diagnostic de TDAH aux symptômes comportementaux observés au quotidien. Cette découverte suggère en effet que le TDAH pourrait être, au moins en partie, un trouble de la régulation de l’éveil et de la vigilance. « Ces ondes de sommeil local pourraient devenir un biomarqueur clé pour le diagnostic », avance Thomas Andrillon.

Ces résultats pourraient également orienter le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques, qu’elles soient pharmacologiques ou non médicamenteuses, notamment des interventions visant à améliorer la qualité du sommeil ou à stabiliser les mécanismes de vigilance.

« Chez les personnes neurotypiques, certaines recherches ont par exemple montré que la stimulation auditive pendant le sommeil peut renforcer les ondes lentes nocturnes, ce qui pourrait réduire l’apparition d’une activité cérébrale proche du sommeil durant l’éveil le lendemain. Une prochaine étape consistera à déterminer si cette approche pourrait également diminuer ces intrusions de sommeil local chez les personnes atteintes de TDAH », conclut Thomas Andrillon.

Les tanycytes (en blanc) capturent la protéine Tau (rouge) circulant dans le liquide céphalorachidien pour la transporter le long de leurs prolongements/bras qui traversent le tissu cérébral et entrent en contact avec les vaisseaux sanguins (en vert) dans lesquels ils déversent cette protéine impliquée dans la pathologie d’Alzheimer lorsqu’elle s’accumule dans le cerveau. © Vincent Prévot/Inserm

Les patients atteints de la maladie d’Alzheimer présentent des altérations biologiques communes, notamment une accumulation anormale de la protéine Tau dans le cerveau. Les mécanismes derrière cette anomalie pourraient être sur le point d’être élucidés. Dans une nouvelle étude, une équipe de recherche de l’Inserm, de l’Université de Lille et du CHU de Lille, révèle pour la première fois le rôle des tanycytes dans l’équation. Le dysfonctionnement de ces cellules, déjà connues pour assurer certains échanges entre le système sanguin et le liquide céphalorachidien qui circule à l’intérieur du cerveau, pourrait être responsable de l’accumulation anormale de Tau. Après avoir montré chez l’animal, mais aussi chez l’humain, l’implication des tanycytes dans le transport de la protéine Tau ; les chercheurs ont découvert que la structure des tanycytes était dégradée dans le cerveau de patients décédés des suites de la maladie.  Ces résultats sont publiés dans la revue Cell Press Blue[1].

La maladie d’Alzheimer se manifeste par des troubles progressifs de la mémoire, des fonctions exécutives[2] ainsi que de l’orientation temporelle et spatiale. Elle est causée par une dégénérescence lente et progressive des neurones dans l’hippocampe avant de s’étendre à l’ensemble du cerveau.

Le diagnostic de la maladie d’Alzheimer peut reposer sur la mesure de la présence d’une protéine dans le liquide céphalorachidien (LCR), la protéine Tau. Chez une personne saine, la présence de Tau dans le LCR est faible : celle-ci y est sécrétée par les neurones puis éliminée dans le sang. Mais, chez les personnes atteintes de la maladie, la structure de Tau se modifie et ne peut plus remplir son rôle normal à l’intérieur des neurones. Elle s’y accumule sous une forme pathologique, ce qui perturbe le fonctionnement du cerveau. Cette accumulation entraîne peu à peu la dégénérescence et la mort des neurones, provoquant le déclin cognitif.

Les mécanismes conduisant à l’accumulation pathologique de la protéine Tau ne sont pas entièrement compris et constituent un domaine actif de recherche.

Depuis plus de 20 ans, Vincent Prévot, directeur de recherche Inserm et son équipe au sein du centre de recherche Lille Neuroscience & Cognition (Inserm/Université de Lille/CHU de Lille), étudient le rôle spécifique de certaines cellules appelées tanycytes. Celles-ci sont connues pour assurer des échanges essentiels entre le cerveau et le reste du corps, notamment entre le système sanguin et le liquide céphalorachidien. Par exemple, elles détectent et transportent la leptine (l’hormone de satiété) vers le cerveau, et c’est grâce à leur fonction que le cerveau régule l’appétit et l’équilibre énergétique.

Dans une nouvelle étude, l’équipe a pour la première fois enquêté sur le rôle potentiel de ces cellules dans le contexte pathologique de la maladie d’Alzheimer. Elle a suivi méthodiquement plusieurs étapes.

Les chercheurs ont tout d’abord validé que les tanycytes étaient bien impliqués dans le transport de Tau. Ils ont pour cela injecté la protéine Tau dans le liquide céphalorachidien et observé son trajet grâce à des techniques de fluorescence. Cette première expérience leur a permis de visualiser comment Tau était capturée dans le liquide céphalorachidien par les tanycytes puis transportée dans leur prolongement[3] jusqu’aux capillaires sanguins.

De cette observation, ils ont émis l’hypothèse que les tanycytes capturent Tau puis la relarguent et l’éliminent ensuite dans le sang.

Pour vérifier cette seconde idée, les chercheurs ont étudié les conséquences du blocage du transport des tanycytes, en faisant exprimer par voie génétique dans les cellules la toxine botulique qui les empêche de fonctionner. Résultats : ils ont observé une perte de l’évacuation de Tau du LCR vers le sang.

Les chercheurs ont ainsi montré pour la première fois chez l’animal que les tanycytes étaient la voie d’évacuation principale des protéines Tau du cerveau vers la circulation sanguine.

En parallèle, et cette fois-ci sur des modèles de souris présentant un niveau élevé de Tau dans le LCR, ils ont également montré qu’en bloquant l’activité des tanycytes, ces souris développaient plus précocement les symptômes de démence caractéristiques de la maladie d’Alzheimer, et plus généralement d’une tauopathie, maladie caractérisée par une accumulation de formes anormales de la protéine Tau[4].

Pour aller plus loin, les chercheurs ont étudié les cerveaux de personnes décédées atteintes d’Alzheimer. Ces analyses ont confirmé la présence des protéines Tau dans les tanycytes, comme cela avait été montré chez l’animal. Ils ont aussi remarqué que les tanycytes étaient abîmées : leurs prolongements étaient fragmentés, interrompant ainsi la voie de communication entre le LCR et le sang. Cette altération semble propre à la maladie d’Alzheimer – les chercheurs ne l’ont pas retrouvée dans le cerveau de patients atteints d’autres types de démences.

« Nos résultats montrent de façon inédite la capacité des tanycytes à transporter la protéine Tau du liquide céphalorachidien vers le sang et l’importance de ces cellules dans la physiopathologie de la maladie d’Alzheimer. Ils suggèrent que la dégradation de ces cellules contribue à la maladie d’Alzheimer », explique Vincent Prévot.

« Les tanycytes pourraient ainsi être considérées comme une nouvelle cible thérapeutique. Et si la bonne santé de ces cellules pouvait à terme permettre de prévenir le développement de la maladie ? », conclut le chercheur.

Ce travail a été conduit dans le cadre du projet financé par la communauté européenne (ERC Synergy WATCH, No 810331) et la Fondation pour la recherche médicale (FRM, MND202310017920).

[1] Cell Press Blue est une nouvelle revue scientifique généraliste publiée par l’éditeur Cell Press.

[2] Capacités mentales qui permettent de planifier une tâche, d’adapter son comportement ou de faire face à des situations nouvelles.

[3] Les tanycytes sont des cellules qui présentent de longues extensions, un peu comme des « bras », qui partent de leur corps cellulaire pour atteindre les capillaires sanguins qui établissent la communication entre l’hypothalamus et l’hypophyse antérieure.

[4] Les tauopathies comprennent, entre autres, la maladie d’Alzheimer, la paralysie supranucléaire progressive, le syndrome corticobasal…

Marquages histologiques d’une souris épileptique irradiée avec la MRT ; les neurones sont représentés en bleu, et les astrocytes en violet. © Samalens et al., 2025, Epilepsia/Inserm

Des chercheurs et chercheuses de l’Inserm et de l’Université Grenoble Alpes (UGA) ont découvert une nouvelle voie thérapeutique pour lutter contre les épilepsies pharmaco-résistantes. L’administration fractionnée de microfaisceaux de rayons X induit pendant 2 mois une réduction significative de la survenue des crises chez des animaux traités : une première preuve en faveur d’une application clinique. Non invasive, cette technique pourrait apporter un nouvel espoir pour des patients souvent à cours de solutions. Ces résultats prometteurs sont publiés dans la revue Epilepsia.

En France, ce sont plus de 650 000 personnes qui souffrent d’épilepsie, dont près de la moitié ont moins de 20 ans. Connue pour ses crises fulgurantes, l’épilepsie constitue en réalité une maladie du cerveau englobant différents symptômes comme des troubles de la cognition, du sommeil, ou du langage – et dont les plus spectaculaires sont effectivement ces fameuses crises. Il existe environ une cinquantaine de maladies épileptiques (ou syndromes épileptiques) qui ont toutes un point commun : une excitation synchronisée et anormale d’un groupe de neurones plus ou moins étendu dans le cerveau.

Aujourd’hui, une grande majorité des épilepsies sont traitées avec des solutions médicamenteuses. Mais ces dernières ne sont efficaces que dans 60 à 70 % des cas. Un tiers des personnes épileptiques continuent de souffrir de crises incontrôlées. En cas de résistance aux médicaments (pharmacorésistance), une chirurgie qui cible et résèque la zone cérébrale affectée peut être envisagée sous certaines conditions. En pratique, elle n’est envisageable que chez une minorité de patients. Pour les autres, des approches dites palliatives plus ou moins invasives, sont développées depuis une trentaine d’années. La radiochirurgie stéréotaxique (Gamma Knife), qui utilise un rayon gamma – large – pour léser et désactiver le foyer épileptique dans le cerveau, est actuellement la thérapie non invasive la plus utilisée contre les épilepsies focales. Cependant, le faisceau n’est pas très précis, et la thérapie n’est efficace que dans 50 % des cas avec des effets secondaires non négligeables.

Pour pallier ces limitations, une équipe de recherche du Grenoble Institut des neurosciences (Inserm/UGA) explore depuis une dizaine d’années une nouvelle approche par radiochirurgie, plus minutieuse, appelée Microbeam Radiation Therapy (MRT) pour lutter contre les épilepsies résistantes. Concrètement, les chercheurs utilisent un synchrotron, un instrument électromagnétique de grande taille, pour diviser un faisceau de rayon X en microfaisceaux extrêmement fins (50 µm, soit l’épaisseur d’un cheveu). Ces microfaisceaux sont capables de délivrer localement et méticuleusement des doses de rayons X très élevées, permettant de léser uniquement les zones ciblées, tout en épargnant les tissus voisins. La MRT est développée au synchrotron européen de Grenoble depuis les années 2000, avec notamment des résultats prometteurs contre des tumeurs cérébrales.

« Les microfaisceaux à rayons X se sont initialement montrés efficaces pour éliminer des tumeurs, comme l’a été Gamma Knife, la radiochirurgie de référence contre l’épilepsie. Cette dernière s’est montrée efficace contre les cancers, avant de trouver une application pour cibler les foyers épileptiques dans le cerveau. Cette translation nous a paru pertinente, et nos résultats le prouvent », explique Loan Samalens, doctorante et première autrice de l’étude.

L’équipe de recherche a testé la MRT dans un modèle bien établi d’épilepsie mésio-temporale chez la souris, une forme d’épilepsie focale qui résiste aux traitements pharmacologiques et pour laquelle une résection chirurgicale est généralement proposée aux patients. Ils montrent ainsi qu’une irradiation avec ces microfaisceaux à rayon X de la zone affectée dans le cerveau de ces souris épileptiques induit un effet antiépileptique pendant 2 mois. Les animaux traités voient la survenue de leurs crises réduire significativement et durablement.

« Nous avons commencé par irradier les zones cérébrales concernées avec une seule trajectoire à des doses croissantes. Plus on augmentait la dose, plus le traitement était efficace mais plus cela augmentait la mortalité. Mais en divisant la même dose en plusieurs trajectoires, permettant de répartir la dose de rayon X délivrée, on obtient de meilleurs résultats. Le traitement est plus efficace avec moins d’effets toxiques. Les résultats obtenus sont même plus robustes et pertinents que le traitement de référence actuel, Gamma Knife. Un effet thérapeutique est obtenu sans induire les effets secondaires majeurs habituellement observés avec les radiothérapies conventionnelles », poursuit Loan Samalens.

Les analyses histologiques confirment que les tissus irradiés demeurent bien préservés et suggèrent un rôle du remodelage vasculaire et/ou neuronal dans le mécanisme antiépileptique. Ces premiers résultats précliniques constituent une preuve de concept prometteuse. L’équipe travaille actuellement pour optimiser les paramètres d’irradiation, préciser leurs effets thérapeutiques sur le long terme, et mieux comprendre les mécanismes par lesquels ces microlésions modulent les réseaux neuronaux à l’origine des épilepsies.

« La MRT pourrait représenter une alternative thérapeutique non invasive efficace pour les formes d’épilepsie résistantes aux traitements, mais il faut encore rapprocher cette technique d’un usage clinique. Le synchrotron à Grenoble reste assez unique. Nous cherchons donc à tester des mini-faisceaux (375 µm) comme ceux que peuvent produire les irradiateurs à rayons X moins puissants mais déjà présents dans les hôpitaux. L’objectif est de vérifier que le principe du fractionnement spatial peut être appliqué sans synchrotron, avec des machines réalistes pour la pratique médicale et ancré dans le concret pour les patients », explique Antoine Depaulis, directeur de recherche émérite Inserm.

Avec les efforts de transfert technologique déjà en cours, l’équipe espère que cette stratégie puisse mener à une application clinique à moyen terme.

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Le concept de « feedback », correspond au fait de recevoir un retour sur les conséquences de ses décisions via le résultat de ces dernières. Il est généralement perçu comme un moyen d’apprendre de ses erreurs et d’améliorer ses choix futurs. Pourtant, une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’Inserm et de l’École normale supérieure montre que le feedback pourrait, au contraire, augmenter la prise de risque sans rendre les décisions plus optimales. Ces résultats, publiés dans Nature Communications, invitent à repenser le rôle du feedback dans la prise de décision en contexte de risque, notamment dans des domaines aussi variés que la finance, la santé ou les politiques publiques.

Dans de nombreuses situations de la vie quotidienne, la prise de décision est accompagnée d’un retour sur les conséquences de ses choix, ou « feedback », lié à leur résultat : gain ou perte financière, succès ou échec, information sur ce qui aurait pu se passer si un autre choix avait été fait… Les théories dominantes en économie, psychologie et neurosciences, supposent que ce feedback permet d’ajuster progressivement ses croyances et d’apprendre à faire de meilleurs choix, en particulier le cadre d’une prise répétée de décisions.

Pour tester cette hypothèse, une équipe de recherche du Laboratoire de neurosciences cognitives computationnelles (Inserm/ENS) dirigée par Stefano Palminteri, directeur de recherche Inserm, en collaboration avec la Paris School of Economics, a conduit des expériences comportementales impliquant plus de 500 participantes et participants.

À chaque étape de ces expériences, les volontaires étaient confrontés à une situation de choix binaire entre une option sûre (par exemple gagner 20 points à coup sûr), et une option risquée (par exemple avoir 50% de chances de gagner 40 points et 50 % de chance de ne rien gagner du tout). Afin d’écarter certains biais méthodologiques, les scientifiques ont rendu l’option risquée plus ou moins avantageuse par rapport à l’option sûre, en faisant varier la probabilité de gain (10 %, 50 %, 90 %) et sa valeur (40 ou 60 points). La qualité des décisions était mesurée par la capacité des volontaires à choisir l’option offrant le gain moyen le plus élevé[1].

Le feedback, lorsqu’il était donné, était soit partiel (seul le résultat de l’option choisie était donné), soit complet (les résultats des deux options possibles étaient donnés).  Son effet était alors évalué de deux manières complémentaires : tout d’abord, après avoir effectué un choix, la personne recevait un feedback dont l’effet était examiné sur le choix suivant et permettait d’observer comment le comportement évoluait. Ensuite – et c’est un des aspects les plus novateurs de l’étude –, dans certaines expériences, les volontaires n’étaient pas informés à l’avance qu’un feedback serait fourni, alors que dans d’autres, ils savaient explicitement qu’un feedback allait avoir lieu.

Les résultats des expériences montrent que la présence de feedback augmente systématiquement de 35 % à 45 % la prise de risque, mais sans améliorer la qualité des décisions.

Selon les situations, deux mécanismes psychologiques distincts mis en évidence par l’analyse des données issues des expériences pourraient expliquer ces résultats. Lorsque seul le résultat du choix effectué est révélé (feedback partiel), l’augmentation de la prise de risque serait liée à la curiosité : choisir l’option risquée permet d’obtenir plus d’informations (puisque le résultat de l’option sûre est, lui, toujours connu par défaut). En revanche, lorsque les volontaires voient aussi ce qu’ils auraient pu gagner avec l’option non choisie (feedback complet), c’est l’anticipation du regret qui favoriserait les décisions risquées dans les choix suivants.

Autre résultat surprenant : chez les personnes qui savaient, en amont de leur choix, qu’elles allaient recevoir un feedback, l’augmentation de la prise de risque apparaissait avant même que les volontaires aient reçu le moindre feedback.

« Ces résultats suggèrent que la simple anticipation du fait de recevoir un feedback modifierait l’attitude face au risque, avant même toute expérience », explique Stefano Palminteri.

Enfin, l’équipe a mis en évidence un dernier résultat particulièrement contre-intuitif :  immédiatement après avoir reçu un feedback positif (une confirmation que le choix fait a permis d’obtenir le gain maximal possible), la probabilité que la personne choisisse à nouveau un choix risqué diminuait.

« Selon les théories dominantes, on devrait s’attendre à ce qu’un feedback positif conduise à répéter le choix associé, ce qui serait compatible avec un effet d’apprentissage par expérience, analyse Stefano Palminteri, or, nous observons l’inverse. Cela peut s’expliquer par un biais cognitif appelé “erreur du parieur” : après avoir gagné, les personnes estiment qu’elles ont moins de chances de regagner immédiatement, et évitent donc de rejouer. »

Ces résultats exposent donc à la fois des effets paradoxaux liés à l’anticipation du feedback et d’autres liés à ses conséquences immédiates. Selon l’équipe de recherche, ils limitent considérablement l’effet d’apprentissage du feedback dans un contexte risqué de prise de décision.

« Cette recherche contribue à une compréhension plus fine des mécanismes cognitifs de la prise de décision sous risque, commente Antonios Nasioulas, docteur en économie à la Paris School of Economics, premier auteur et co-auteur correspondant de ces travaux. Le feedback est souvent présenté comme un outil de “débiaisage” permettant d’améliorer les décisions dans des contextes appliqués, comme la gestion financière ou les choix médicaux. Cette étude montre au contraire que le feedback peut introduire de nouveaux biais, en modifiant l’attitude face au risque plutôt qu’en favorisant un apprentissage rationnel. »

Ces travaux ouvrent ainsi de nouvelles pistes pour étudier certains comportements excessivement risqués observés dans la vie quotidienne ou dans le cadre d’études comportementales. Les auteurs soulignent aussi l’importance de la prise en compte de ces résultats pour la conception de dispositifs d’aide à la décision, qu’ils soient destinés au grand public, aux professionnels ou intégrés dans des systèmes numériques.

[1]Cette approche est fondée sur la « valeur attendue » (EV) ; pour chaque option, l’équipe a calculé la moyenne des gains possibles, pondérée par leurs probabilités : dans le cas précis de cette étude EV = (probabilité de gagner × gain possible). À chaque étape de choix, c’est donc l’option avec la plus forte valeur attendue qui est considérée comme « optimale ». Cette méthode permet de déterminer si les choix sont optimaux d’un point de vue mathématique, indépendamment des préférences personnelles pour le risque.

Exemple : Si l’option sûre rapporte 20 points, alors EV_sûre = 1 x 20 = 20 ; si l’option risquée offre 50 % de chance de gagner 90 points, alors EV_risquée = 0,5 x 90 = 45. Ici EV_risquée est donc le choix le plus optimal.

Les neurones du cortex préfrontal dorso-médian (image ci-dessus) encodent simultanément la valence, la valeur et la saillance des stimuli provenant de l’environnement. © Daniel Jercog

Le cortex préfrontal dorso-médian joue un rôle majeur dans nos prises de décisions. Pour la première fois, une équipe de recherche de l’Inserm et de l’université de Bordeaux en collaboration avec des chercheurs suisses, ont réussi à cartographier précisément son activité pour montrer comment les neurones de cette région du cerveau encodent simultanément la valence (positive ou négative), la valeur (plus ou moins importante) et la saillance (plus ou moins susceptible d’attirer l’attention) des stimuli provoquant des émotions, au point de motiver des comportements chez la souris. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Nature le 7 janvier 2026.

La prise de décision est un processus complexe qui mobilise un vaste réseau neuronal. Une expérience négative peut induire des comportements d’évitement, tandis qu’une expérience positive peut nous pousser à répéter des actions associées à une forme de récompense. Mais comment le cerveau transforme-t-il les informations qu’il reçoit de notre environnement en motivations guidant nos choix ?

C’est précisément cette question qu’a explorée une équipe de l’Inserm et de l’université de Bordeaux, en scrutant de près l’activité d’une région du cerveau clé dans les processus émotionnels et décisionnels : le cortex préfrontal dorso-médian.

« À l’image d’un chef d’orchestre, le cortex préfrontal dorso-médian reçoit des signaux de diverses régions du cerveau ayant des significations émotionnelles positives ou négatives, et coordonne l’activité des réseaux neuronaux pour produire des comportements adaptés à chaque situation. Mais la manière dont il traite et organise ces informations reste encore mal connue », explique Daniel Jercog, chercheur maintenant installé à l’université de Copenhague et dernier auteur de l’étude.

Pour y voir plus clair, les scientifiques ont enregistré l’activité du cortex préfrontal dorso-médian chez des souris grâce à de l’imagerie calcique à résolution cellulaire, une technique permettant de visualiser en temps réel l’activité des neurones au cours du comportement en détectant les variations de concentration de calcium, un indicateur clé de l’excitation neuronale.

Dans leur expérience, les souris apprenaient à reconnaître différents signaux sonores. Selon le signal, les souris devaient adopter un comportement adapté : s’approcher de la zone d’où provenait le son lorsqu’il annonçait une récompense, éviter la zone si le son était associé à un stimulus désagréable, ou ne rien faire lorsque le son n’avait pas de conséquence particulière.

Les scientifiques ont alors observé que les neurones du cortex préfrontal dorso-médian codaient principalement la valeur émotionnelle des stimuli générés par notre environnement, et que ces représentations de la valeur émotionnelle des stimuli engageaient des populations neuronales préfrontales distinctes. En parallèle, les chercheurs ont observé un codage simultané de la valence (positive ou négative) et de leur saillance (le degré d’importance ou l’intensité) selon des axes orthogonaux, c’est-à-dire indépendants l’un de l’autre.

« Cette organisation neuronale évolue en permanence en fonction de la nature des stimuli, ce qui permet une grande flexibilité et une adaptation rapide du comportement en fonction du contexte », explique Nanci Winke, première autrice de l’étude.

« C’est la première fois qu’une étude montre comment les neurones du cortex préfrontal dorso-médian encodent simultanément la valence, la valeur et la saillance des stimuli provenant de l’environnement, souligne Cyril Herry, directeur de recherche à l’Inserm et co-auteur de l’étude. Cependant, nos résultats ne permettent pas de conclure que les mêmes mécanismes existent chez l’humain, dont le fonctionnement cérébral diffère largement de celui de la souris. C’est justement ce que nos prochaines recherches viseront à clarifier. »

À long terme, les scientifiques espèrent que leur découverte contribuera à mieux traiter les pathologies psychiatriques qui altèrent le fonctionnement du cerveau lorsque nous prenons des décisions dans un contexte émotionnel particulier, positif ou négatif.

« Nous espérons que nos résultats permettront de développer de nouvelles approches pour mieux comprendre et soigner des maladies mentales, comme l’anxiété et la dépression, qui peuvent modifier notre réaction émotionnelle face aux informations provenant de notre environnement », conclut Cyril Herry.

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La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) entraîne une perte progressive de vision chez un grand nombre de personnes âgées et aucun traitement n’est disponible pour la forme dite atrophique de cette maladie. Un système de neurostimulation appelé Prima, incluant un implant sous-rétinien, pourrait changer la donne. Les résultats d’un essai clinique impliquant l’Inserm, Sorbonne Université et le CNRS – via l’Institut de la vision –, l’Hôpital Fondation Adolphe de Rothschild et l’Hôpital national des 15-20 montrent qu’il a restauré partiellement la vue chez plus de 80 % des participants atteints de DMLA qui se sont remis à lire des lettres, des chiffres et des mots. Les résultats sont publiés dans la revue New England journal of medicine.

La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) est la principale cause de cécité dans le monde. Cette maladie survient généralement après 60 ans. Elle se caractérise par la destruction de la macula, la partie centrale de la rétine, responsable de la vision fine et détaillée ; celle qui permet de lire ou encore de reconnaître les visages, alors que la vision périphérique est préservée. Il existe deux formes de DMLA. Celle dite atrophique se caractérise par la disparition progressive des cellules photoréceptrices qui captent la lumière et transmettent les images au cerveau, provoquant la perte irréversible de la vision centrale.

Il n’existe pas, à ce jour, de traitement pour la forme atrophique de la DMLA au stade avancé, mais une équipe internationale associant l’Institut de la vision (Inserm/CNRS/Sorbonne Université), la fondation Adolphe de Rothschild, l’Hôpital national des 15-20, l’université Stanford et la société Science Corporation, a développé un système de neurostimulation destiné à restaurer la vision chez ces personnes. Ce dispositif a déjà été testé chez l’animal et une première étude clinique réalisée à l’Hôpital Fondation Rothschild et aux 15-20, incluant cinq patients avait validé la possibilité de l’utiliser chez l’humain. Cette fois, l’équipe publie des résultats d’efficacité et de sécurité sur un effectif plus important et sur plusieurs sites européens.

Cette nouvelle étude clinique a inclus 38 patients atteints de forme atrophique de DMLA, recrutés dans 17 centres dans cinq pays européens, dont plusieurs sites français. Ils étaient âgés en moyenne de 78,9 ans et présentaient une vision très altérée. L’évaluation de leur vision était réalisée à l’aide de tableaux standardisés, à savoir les lignes de lettres que l’on trouve chez tout ophtalmologiste. Pour être inclus dans l’essai clinique, le résultat à ce test devait être un score logMAR ≥ 1,2 pour au moins un des deux yeux, soit la quasi-impossibilité de lire les lettres affichées.

Efficacité et sécurité

Ces participants ont tous bénéficié de l’implant rétinien et leur vision a été évaluée six puis douze mois après l’opération. Le principal critère d’efficacité fixé par les investigateurs était la proportion de participants présentant une amélioration de l’acuité visuelle de 0,2 logMAR ou plus. Au total, 32 personnes ont achevé l’étude. Parmi elles, 81 % ont atteint ce seuil d’amélioration, lisant au moins 10 lettres supplémentaires dans le tableau de vision après un an quand elles portaient les lunettes Prima par rapport à leur vision naturelle, et sans que la vision périphérique s’en trouve modifiée. Et 78 % ont eu une amélioration de 0,3 logMAR et lisaient au moins 15 lettres de plus avec les lunettes. Le bénéfice maximal a été un gain de 1,18 logMAR ; le patient a pu lire 59 lettres de plus. À un an, 84,4 % des participants ont déclaré pouvoir lire chez eux des lettres, des chiffres et des mots.

Cet essai était également destiné à évaluer les effets indésirables induits par ce dispositif et son implantation. Au total, 26 événements graves ont été observés chez 19 participants mais ils avaient tous été anticipés dans l’analyse des risques. Il s’agissait le plus souvent d’hypertension oculaire, mais aussi de décollements de la rétine, trous dans la macula ou encore hémorragies sous-rétiniennes. La grande majorité des cas est survenue au cours des deux premiers mois et 95 % ont été résolus rapidement, spontanément ou par une intervention médicale. La tolérance a été considérée comme bonne. Un suivi supplémentaire est prévu jusqu’à 36 mois.

« Le bénéfice s’est révélé bien supérieur aux effets indésirables », conclut José-Alain Sahel, auteur senior de cet article et chercheur international affilié à l’Inserm, l’Institut de la vision (CNRS/Inserm/Sorbonne Université), l’Hôpital Fondation Adolphe de Rothschild ; l’Hôpital national des 15-20 ; Sorbonne Université, Paris ; et l’University of Pittsburgh School of Medicine, Pittsburgh aux USA. « Jusque-là, d’autres types d’implants sous-rétiniens avaient été développés, apportant un bénéfice bien moindre. C’est la première fois qu’un système permet à des patients ayant perdu la vision centrale de se remettre à lire des mots, voire des phrases, tout en préservant la vision périphérique », conclut-il.

Les astrocytes sont des cellules présentes dans tout le cerveau. Chaque astrocyte est en contact avec plusieurs neurones et plus de 100 000 synapses. Une nouvelle étude montre qu’au niveau microscopique, des dizaines de synapses provenant de circuits neuronaux distincts se rassemblent autour d’une seule structure spécialisée des astrocytes appelée leaflet, capable de détecter et d’intégrer les activités de plusieurs synapses. A droite : rendu en 3D réalisé par l’artiste Rémi Greco à partir de données réelles. © Lucas Benoit et Rémi Greco/ GIN

Une étude collaborative franco-suisse associant les universités de Lausanne, de Genève, de Grenoble, l’Inserm et le Wyss center for bio and Neuroengenering, révèle un rôle inédit des astrocytes dans le traitement de l’information par le cerveau. Publiée dans la revue Cell, elle montre que ces cellules gliales sont capables d’intégrer des signaux issus de plusieurs neurones à la fois – un bouleversement conceptuel dans notre compréhension du cerveau.

Le cerveau ne fonctionne pas uniquement grâce aux neurones. En réalité, près de la moitié des cellules qui le composent sont des cellules gliales, et parmi elles, les astrocytes occupent une place à part. Leur nom provient de leur squelette en forme d’étoile en branches, mais leur apparence externe fait plutôt penser à certaines étoiles nébuleuses aux contours filamentaires qui leur permet de s’insérer dans les moindres interstices laissés libres entre neurones, vaisseaux sanguins et autres cellules. Ils sont ainsi en contact étroit avec les synapses, ces points de communication entre neurones.

De ce fait, depuis les années 1990, les neuroscientifiques soupçonnent que les astrocytes participent activement à la transmission de l’information en utilisant le calcium comme molécule messagère. Ce petit composant chimique peut déclencher une cascade de réactions dans la cellule, notamment la libération de transmetteurs moléculaires pouvant agir sur la modulation de l’activité synaptique. Pour que ces signaux se produisent, une structure interne appelée réticulum endoplasmique (RE) est essentielle : elle stocke le calcium et le relâche sous certaines conditions. Malgré les nombreuses hypothèses, les rôles exacts de ces signaux calciques restaient flous, en particulier dans les zones les plus fines des astrocytes au contact direct des synapses, car particulièrement difficiles à observer en raison de leur minuscule taille. Une équipe de recherche réunissant les universités de Lausanne (Unil) et genève (UNIGE), l’Inserm et l’Université Grenoble Alpes (Institut des neurosciences de Grenoble, GIN) et le Wyss Center for Bio and Neuroengineering vient de combler cette lacune.

Au-delà de la simple synapse

Jusqu’à présent, les astrocytes étaient perçus comme des cellules agissant à la marge des synapses neuronales. Le modèle dit de la « synapse tripartite » leur attribuait un rôle auxiliaire: moduler l’activité entre deux neurones. Mais l’étude récente dévoile un rôle bien plus central : les astrocytes ne se contentent pas d’interagir avec une seule synapse, ils coordonnent simultanément plusieurs entrées synaptiques issues de neurones différents pour atteindre un niveau augmenté d’intégration spatiale et temporelle de l’information.

L’étude, publiée dans la revue scientifique Cell le 24 septembre, révèle que des extensions particulières de la membrane des astrocytes, baptisées leaflets, enveloppent les synapses, contiennent des RE, et sont interconnectées entre elles à travers des tunnels appelés jonctions gap pour former un domaine fonctionnel unique. Dans chacun de ces domaines, une petite quantité de calcium est libérée chaque fois qu’une synapse voisine est active. Ainsi, un leaflet peut intégrer les signaux d’une dizaine, voire plus, de neurones différents. Ces domaines libèrent ensuite des plus grandes quantités de calcium, reflétant l’intégration des différents signaux neuronaux reçus. Ce calcium favorise alors la libération de facteurs capables de contrôler la communication entre les synapses enveloppées dans le leaflet.

Loin d’un simple relais, les scientifiques considèrent ainsi les astrocytes comme des éléments de calcul actif du cerveau.

« Nous avons démontré pour la première fois que les astrocytes ne se limitent pas à réagir à une synapse isolée, mais qu’ils peuvent intégrer les signaux de circuits neuronaux entiers. Cela ouvre la porte à de nouvelles fonctions cognitives portées par ces cellules gliales », explique Andrea Volterra du Département des neurosciences fondamentales de l’Unil, professeur honoraire à la Faculté de biologie et de médecine et codirecteur de l’étude.

Explorer les moindres recoins du cerveau

Pour observer ces interactions inédites, l’équipe a combiné deux techniques de pointe: une microscopie électronique volumétrique à résolution nanoscopique et une technique de microscopie optique. « Nous l’avons spécifiquement développée pour cette étude afin d’être capable de visualiser les changements de calcium sur de tout petits volumes », indique Nicolas Liaudet, ingénieur à l’UNIGE et coauteur de l’étude. Cette approche a permis de visualiser les leaflets dans leur environnement exact et d’évaluer à la fois leur composition, leur connectivité et leur rôle dynamique.

« Notre synergie méthodologique a joué un rôle déterminant afin d’atteindre ce nouveau niveau de compréhension », indique Karin Pernet-Gallay, ingénieure de recherche à l’Inserm, directrice de la plateforme de microscopie électronique à l’Institut des neurosciences de Grenoble (Inserm-Université Grenoble Alpes) et codirectrice de l’étude.

Ces leaflets, de taille inférieure à 250 nanomètres, partent du corps cellulaire de l’astrocyte ou de ses prolongements principaux. Ils ne contiennent pas de mitochondries, mais possèdent des fragments de réticulum endoplasmique (RE) et la machinerie moléculaire capable de générer de petits signaux calciques. Ces extensions sont assez proches des synapses pour en répondre aux signaux et interconnectés entre eux pour coordonner des réponses plus larges. En supprimant génétiquement une partie de la machinerie moléculaire responsable de la signalisation calcique dans les astrocytes, l’équipe de recherche a pu démontrer que cette signalisation naît dans les leaflets à la suite de l’activité des synapses.

Andrea Volterra précise que les leaflets sont en quelque sorte « des tours de contrôle biochimique en réseau, indépendants du reste de l’astrocyte. Ils semblent être là pour surveiller et coordonner les informations circulant dans chaque trajectoire synaptique selon un plan de niveau supérieur.»

Des fonctions cognitives et cliniques à explorer

Les résultats de l’étude montrent que l’activité des astrocytes est corrélée aux signaux neuronaux synaptiques, mais aussi qu’elle est amplifiée quand plusieurs neurones sont actifs en même temps. Cette capacité d’intégration fait potentiellement des astrocytes des contrôleurs à grande échelle de l’activité cérébrale, et non pas de simples régulateurs locaux d’une seule synapse.

Ces découvertes offrent de nouvelles pistes pour comprendre les fonctions supérieures du cerveau comme la mémoire, les émotions, la conscience et la prise de décision. Elles pourraient également expliquer certains dysfonctionnements neuronaux observés dans des pathologies cérébrales.

« Il est probable que les astrocytes jouent un rôle protecteur ou aggravant selon les contextes pathologiques. Nous allons maintenant étudier leur implication dans la mémoire et les dégénérescences neurocognitives comme la maladie d’Alzheimer », conclut Andrea Volterra.

L’expression et l’activation de mitoDREADD-Gs (ici coloré en vert) dans l’hippocampe permet d’y augmenter l’activité mitochondriale et de restaurer la mémoire chez des modèles murins de démence. © Rui Rodrigues/Inserm

Les mitochondries, ces petits organites sans lesquels notre organisme serait dépourvu d’énergie, dévoilent peu à peu leurs mystères. Dans une nouvelle étude publiée dans Nature Neurosciences, des chercheurs de l’Inserm et de l’université de Bordeaux au NeuroCentre Magendie, en collaboration avec des chercheurs de l’université de Moncton au Canada, ont pour la première fois réussi à établir un lien de cause à effet entre les dysfonctions mitochondriales et les symptômes cognitifs liés aux maladies neurodégénératives. Grâce à la création d’un outil spécifique et inédit, ils sont parvenus à augmenter l’activité des mitochondries dans des modèles animaux de maladies neurodégénératives. Rapidement, ils ont observé une amélioration des symptômes de déficits de mémoire chez ces animaux. S’il s’agit de tous premiers résultats, ceux-ci permettent d’envisager la mitochondrie comme nouvelle cible thérapeutique.

La mitochondrie est un petit organite localisé à l’intérieur de la cellule produisant l’énergie nécessaire à son bon fonctionnement. Le cerveau est l’organe le plus énergivore, les neurones ont besoin de l’énergie produite par les mitochondries pour communiquer entre eux. En effet, face à un défaut de l’activité des mitochondries, les neurones n’auront pas l’énergie nécessaire pour fonctionner correctement.

Les maladies neurodégénératives sont décrites par une altération progressive des fonctions neuronales conduisant à la mort des cellules du cerveau. Dans la maladie d’Alzheimer par exemple, on observe que la dégénérescence neuronale, celle qui précède la mort des cellules, s’accompagne d’un défaut de l’activité mitochondriale. Faute d’outils adaptés, il était toutefois difficile d’établir si les altérations mitochondriales jouent un rôle causal dans ces affections ou si elles sont une simple conséquence du processus physiopathologique.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs de l’Inserm et de l’université de Bordeaux, en collaboration avec des chercheurs de l’université de Moncton au Canada, ont développé, pour la première fois, un outil leur permettant de stimuler l’activité des mitochondries de façon ponctuelle. Ils ont émis l’hypothèse que si cette stimulation avait pour effet une amélioration des symptômes chez l’animal, cela signifiait que le défaut de l’activité mitochondriale précédait la perte des neurones dans le contexte d’une maladie neurodégénérative.

Dans de précédents travaux, l’équipe de recherche avait décrit le rôle spécifique de certaines protéines appelées protéines G[1], modulatrices de l’activité des mitochondries dans le cerveau.

Dans ces nouveaux travaux, les scientifiques sont parvenus à créer un récepteur artificiel, appelé mitoDREADD-Gs, capable d’activer les protéines G directement dans les mitochondries et de stimuler l’activité mitochondriale.

La stimulation de mitoDREADD-Gs a conduit à l’augmentation de l’activité mitochondriale et à l’amélioration de la mémoire de modèles murins de démence.

« Ce travail est le premier à établir un lien de cause à effet entre les dysfonctions mitochondriales et les symptômes liés aux maladies neurodégénératives, supposant qu’un défaut d’activité des mitochondries pourrait être à l’origine de la survenue de la dégénérescence des neurones », explique Giovanni Marsicano, directeur de recherche Inserm, co-dernier auteur de l’étude.

« Ces résultats devront être confirmés, mais ils nous permettent d’en savoir plus sur le rôle important des mitochondries pour le bon fonctionnement de notre cerveau. À terme, l’outil développé pourrait nous permettre d’identifier les mécanismes moléculaires et cellulaires responsables de la démence, et de faciliter le développement de cibles thérapeutiques efficaces », précise Étienne Hébert-Chatelain, professeur à l’université de Moncton, co-dernier auteur de l’étude.

« Notre travail consiste désormais à essayer de mesurer les effets d’une stimulation continue de l’activité mitochondriale pour voir si cela impacte les symptômes des maladies neurodégénératives, et, à terme, retarde la perte neuronale, voire la bloque si l’activité mitochondriale est rétablie », explique Luigi Bellocchio, chercheur Inserm et co-dernier auteur de l’étude.

[1]Les protéines G ont la spécificité de permettre le transfert d’informations à l’intérieur ds cellules.

Jeune lama né à proximité du camp de base au début de l’expédition Ice Memory en Bolivie. © Bruno JOURDAIN / IGE / CNRS Images

Les lamas possèdent un type particulier d’anticorps à partir desquels des scientifiques viennent de produire des mini-anticorps. Ces « nanocorps » traversent facilement la barrière biologique qui protège les cellules du cerveau¹, ce qui les rend plus efficaces que les anticorps utilisés jusqu’alors dans les traitements.  Biodégradables et associés à des effets secondaires limités, ils représentent aujourd’hui la promesse d’une nouvelle génération de traitements de la schizophrénie. Ces résultats, portés par des scientifiques du CNRS, de l’Inserm, et de l’Université de Montpellier², sont publiés dans la revue Nature le 23 juillet 2025.

Si les traitements actuels de la schizophrénie – maladie mentale touchant 1 % de la population mondiale – permet de réduire certains symptômes, ils n’agissent que très peu sur les troubles cognitifs affectant la vie quotidienne des patients.

Des scientifiques de l’Institut de génomique fonctionnelle (CNRS/Inserm/Université de Montpellier) viennent de concevoir un nanocorps issu d’anticorps de lamas, capable d’activer spécifiquement un récepteur au glutamate impliqué dans la régulation de l’activité des neurones. Pouvant être administrée par voie veineuse ou musculaire de manière périphérique, cette nouvelle molécule a démontré sa capacité à franchir la barrière hémato-encéphalique et à atteindre efficacement leurs récepteurs dans le cerveau.

L’effet thérapeutique de ces nanocorps a été évalué dans deux modèles précliniques de la schizophrénie. L’administration du nanocorps a permis de corriger les troubles cognitifs observés chez ces deux modèles murins : les fonctions cognitives des animaux s’améliorent nettement dès la première injection, avec un effet prolongé pendant plus d’une semaine.

Des études cliniques seront désormais nécessaires pour démontrer que cette capacité à corriger les troubles cognitifs via une injection périphérique peut constituer une nouvelle piste de traitement de la schizophrénie. Ces travaux confirment le potentiel des nanocorps comme nouvelle stratégie thérapeutique pour agir sur le cerveau, leur utilisation pouvant à terme être élargie au traitement d’autres maladies neurologiques.

1. Structure naturelle qui protège le cerveau en filtrant les substances présentes dans le sang. Elle empêche la plupart des molécules de pénétrer les cellules du cerveau, ce qui rend difficile l’administration de traitements ciblant ces cellules.

2. Travaillant à l’Institut de génomique fonctionnelle (CNRS/Inserm/Univ Montpellier) et au Centre de recherche en cancérologie de Marseille (Aix-Marseille Université/CNRS/Inserm/Institut Paoli-Calmettes).