La détérioration de la mémoire de travail est observée chez les personnes ayant consommé des drogues à base de cannabinoïdes, ces composés que l’on retrouve dans la feuille et la fleur de cannabis. L’équipe de Giovanni Marsicano, chargé de recherche Inserm à l’unité Inserm 862 « Neurocentre Magendie » à l’université Bordeaux Segalen en collaboration avec l’equipe de Xia Zhang à l’université de Ottawa (Canada), vient de découvrir par quel mécanisme ces substances agissent sur la mémoire de travail. Les chercheurs ont montré pour la première fois que l’effet délétère des cannabinoïdes sur la mémoire de travail s’exerce via leurs récepteurs localisés sur les cellules gliales, des cellules du cerveau très nombreuses mais peu étudiées. Cet effet est associé à une diminution des connexions neuronales dans l’hippocampe, la zone qui coordonne les processus de mémoire de travail.

Ces résultats sont publiés dans la revue Cell datée du 2 mars 2012.

La mémoire de travail, permet de réaliser des opérations cognitives courantes (réfléchir, lire, écrire, calculer…) sur des informations stockées temporairement (de quelques secondes à quelques minutes). Cette capacité est responsable de l’intégration des informations sonores, visuelles et spatiales. L’un des effets majeurs de l’intoxication aux cannabinoïdes est l’altération de la mémoire de travail, à la fois observée chez l’homme et l’animal. Le cannabis entraîne des perturbations de cette fonction qui empêche son consommateur d’effectuer des tâches qu’il sait pourtant réaliser au quotidien. Les récepteurs aux cannabinoïdes sont exprimés sur les cellules gliales de l’hippocampe, une structure cérébrale essentielle à la modulation des souvenirs. Jusqu’alors, les mécanismes cellulaires entraînant les effets délétères du cannabis sur ce processus de mémorisation étaient inconnus.

Giovanni Marsicano, chargé de recherche Inserm et ses collaborateurs du Neurocentre Magendie (unité Inserm 862/université bordeaux 2) sont parvenus à décrire un mécanisme par lequel le cannabis engendre des effets délétères sur la mémoire de travail. Les chercheurs ont montré que les cannabinoïdes, une fois liés à leurs récepteurs, diminuent la force des connexions entre les neurones au niveau de l’hippocampe.

Les cannabinoïdes regroupent environ 60 composés issus de la feuille et la fleur de cannabis. Ils agissent sur le cerveau via « les récepteurs cannabinoïdes ». Dans cette étude, l’équipe de recherche s’est penchée sur le récepteur CB1, particulièrement abondant au niveau des terminaisons nerveuses (Cf. schéma) du cerveau. Le récepteur CB1 est présent à la fois sur la membrane des neurones (en jaune) mais aussi sur la membrane de cellules dites « astrogliales » (en rose) de l’hippocampe (en orange) qui servent de support aux neurones.

La liaison des cannabinoïdes (en vert) aux récepteurs CB1 (en rose) active l’envoi de signaux (glutamate, en bleu clair) aux récepteurs à glutamate (en bleu foncé) des terminaisons nerveuses qui permettent la circulation de l’information de neurones en neurones. Ce mécanisme module la force des connexions entre les neurones de l’hippocampe (dépression du signal) qui perturberait la mémoire de travail.

Pour découvrir les mécanismes d’action des cannabinoïdes, les chercheurs ont évalué la mémoire de travail spatiale, en présence de THC (le cannabinoïde le plus connu, en vert). Deux groupes de souris, chez lesquelles les récepteurs CB1 ont été supprimés respectivement sur les cellules astrogliales ou les neurones, ont été étudiés.

Lorsque les récepteurs CB1 sont supprimés uniquement sur les neurones, le THC induit des déficits de mémoire de travail spatiale chez les souris. Au contraire, lorsque seuls les récepteurs CB1 situés au niveau des cellules astrogliales sont supprimés, les performances de mémoire de travail spatiale sont préservées chez les souris. Ainsi, les récepteurs CB1 localisés au niveau des cellules astrogliales sont responsables des effets délétères du THC sur cette forme de mémoire.

« Ces résultats montrent de façon surprenante, in vitro et in vivo, l’importance de l’activation des récepteurs CB1 des cellules astrogliales, et non ceux des neurones, dans la médiation des effets des cannabinoïdes sur la mémoire de travail » explique Giovanni Marsicano.

De nombreuses études ont démontré ces dernières années l’intérêt du cannabis dans le traitement de plusieurs maladies. « La description des mécanismes d’action spécifiques des cannabinoïdes au niveau de l’hippocampe permettra d’optimiser leur potentiel d’utilisation thérapeutique, aujourd’hui limité par d’importants effets indésirables associés à leur consommation » concluent les chercheurs.

Qui a oublié le moindre détail de cet accident de voiture, survenu il y a 2 ans, au cours duquel nous avons éprouvé la peur de notre vie ? A l’inverse, qui se souvient encore du très bon repas dégusté l’an dernier, même si il était réellement, très très bon ? Aujourd’hui, les bases biologiques de cette capacité « adaptative » à se souvenir d’un événement stressant, sont de mieux en mieux connues. En revanche, on savait jusqu’alors peu de choses sur l’état de stress post traumatique (ESPT). Cet état pathologique est déclenché chez certains individus suite à l’exposition à un événement très stressant. Dans cet état, les personnes atteintes sont envahies par la peur même face à des éléments sans danger objectif. L’ESPT est-il spécifique de l’espèce humaine influencée par son histoire et sa culture ? Ou s’agit-il d’un état retrouvé dans diverses espèces, et qui résulte de changements biologiques communs ? Telles sont les questions que se sont posées Pier-Vincenzo Piazza, directeur du Neurocentre Magendie à Bordeaux (Inserm/ Université Victor Segalen) et ses collaborateurs. Leurs résultats sont détaillés dans la revue Science (publication accélérée on line sur Science Express, datée du 23 février).

Nous mémorisons plus facilement un événement stressant qu’un événement agréable. Cette mémorisation des événements négatifs est partagée par pratiquement toutes les espèces capables de comportements, preuve qu’il s’agit probablement d’une capacité sélectionnée au cours de l’évolution : elle permet la survie dans un environnement hostile.

Toutefois, l’exposition à des événements très stressants peut entraîner chez certains individus un état pathologique dont l’état de stress post-traumatique (ESPT) est l’exemple le plus emblématique. Aux Etats-Unis, on estime ainsi que ce syndrome touche 6,8 % de la population générale et que 30 % des vétérans de la guerre du Vietnam en sont atteints et 12 % des vétérans de la guerre du Golfe (source National Center for PTSD).

Dans cet état de stress, la mémoire de la personne est perturbée : elle n’est plus capable d’adapter sa réaction de peur au « bon » contexte et aux « bons » éléments prédictifs. Elle prend peur dans des situations qui ne présentent aucune menace. Les peurs deviennent alors de plus en plus envahissantes jusqu’à empêcher une vie normale. « Si vous êtes attaqué par un lion dans la savane alors qu’une nuée d’oiseaux vole dans le ciel, il sera normal d’éprouver un sentiment de peur lorsque vous reviendrez flâner dans la savane, la fois suivante, détaille Pier-Vincenzo Piazza. En revanche, vous ne devriez pas être apeuré si, en vous baladant sur un green de golf, un autre espace naturel ouvert, vous apercevez ou entendez des oiseaux à l’horizon. », précise le Directeur de recherche de l’Inserm. Si c’est le cas, vous avez peut-être développé un état de stress post-traumatique, conséquence de votre attaque par de lion.

Les groupes de Pier-Vincenzo Piazza et Aline Desmedt montrent que ces difficultés de mémorisation associées à l’ESPT ne sont pas spécifiques à l’être humain et sont retrouvées chez la souris. Pour cela, les chercheurs ont conditionné des souris à anticiper une menace (un choc électrique) plus ou moins forte par un contexte spécifique (un environnement annonciateur), et à distinguer ce contexte spécifique de stimuli présents lors du conditionnement mais qui ne prédisent pas la menace (un son).

En condition normale, les souris montrent une réaction de peur quand elles sont exposées au contexte spécifique (l’environnement annonciateur) de la menace mais ne réagissent pas au son qui ne la prédit pas.

Les chercheurs ont alors administré, après la session de conditionnement, des concentrations croissantes d’hormones glucocorticoïdes, la principale réponse biologique au stress chez les mammifères. Si l’administration de glucorticoïdes suit une menace intense, comme les personnes en état de stress post traumatique, les souris ne parviennent plus à restreindre la réponse de peur au « bon » contexte, et aux bons indices annonçant l’éventuelle menace. Les animaux commencent à montrer de la peur en s’immobilisant en réponse à des indices qui étaient présents pendant la situation stressante mais qui ne prédisent en rien la menace. Ces résultats montrent donc que l’ESPT résulte probablement d’une surproduction de glucocorticoïdes chez certains sujets au moment de l’événement traumatique.

Ces difficultés de mémorisation induites par les glucocorticïdes sont accompagnées par une réorganisation de l’activité du cerveau, et en particulier du circuit hippocampe-amygdale, un des circuits essentiels à l’encodage des souvenirs associés à la peur. Dans les conditions normales, quand une personne associe une menace à un contexte, on observe une forte activité dans l’hippocampe, la structure du cerveau nécessaire pour tous les apprentissages qui associent un contexte spécifique, un espace, à un événement. En revanche l’activité de l’amygdale est faible. L’amygdale est une zone du cerveau aussi impliquée dans la mémoire émotionnelle, mais elle mémorise les indices spécifiques, comme des sons, qui prédisent la menace.

Quand les sujets sont soumis à une augmentation des glucocorticoïdes et que des déficits de mémoire qui caractérisent l’ESPT sont observés, l’activité dans l’hippocampe baisse, celle relevée dans l’amygdale augmente. En état de stress post traumatique, les chercheurs notent donc une inversion de l’activité normale du cerveau. L’activité anormale dans l’amygdale peut expliquer le fait que le sujet commence à « sur-répondre » à des prétendus indices, présents au moment de l’événement traumatisant mais qui ne sont pas, en eux-mêmes, prédictifs d’un quelconque danger. L’activité faible dans l’hippocampe peut expliquer que le sujet ne reconnaît plus le bon contexte : il est donc incapable de d’avoir une réaction de peur uniquement face à une situation appropriée.

« L’ESPT n’est pas seulement un souvenir excessif de la situation traumatisante mais surtout un déficit de mémoire qui empêche la personne atteinte de restreindre sa réaction de peur au contexte qui prédit la menace », expliquent les chercheurs. Dans le syndrome de stress post traumatique, un fort souvenir de l’événement traumatisant est associé à l’amnésie du contexte environnant cet événement. Certains éléments du contexte, présents lors de l’événement traumatisant, sont considérés, à tort comme prédictifs de l’événement.

En conclusion, les auteurs expliquent que les problèmes de mémorisation dus à l’ESPT semblent être causés par une réponse biologique au stress anormale chez certains individus : une production excessive de glucocorticoïdes simultanée à une exposition à un stress intense provoque, chez ces individus, une inversion de l’activité normale des structures du cerveau qui encodent les souvenirs liés à la peur.

« Nous avons démontré que l’ESPT se produit aussi chez d’autres espèces que l’homme et qu’il a donc des origines biologiques communes. Le modèle souris de cette pathologie ouvre maintenant la voie à une meilleure compréhension des bases moléculaires de cet état pathologique qui pourraient permettre le développement de thérapies », concluent les chercheurs de l’Inserm.

L’équipe de Mathias Pessiglione, chargé de recherche Inserm du « Centre de recherche en neurosciences de la Pitié-Salpêtrière » (Inserm/UPMC-Université Pierre et Marie Curie/CNRS) a identifié la partie du cerveau impliquée dans la motivation lors d’une action mêlant effort physique et mental : le striatum ventral. Les résultats de leur étude sont publiés dans PLoS Biology le 21 février 2012.

Les résultats d’une activité (physique ou mentale) dépendent en partie des efforts consacrés à cette activité qui peuvent être motivés par une récompense. Par exemple, le sportif est susceptible de s’entrainer « plus intensément » si le résultat lui apporte un prestige social ou monétaire. Il en va de même pour l’étudiant qui prépare ses examens dans l’objectif de réussir sa carrière professionnelle. Que se passe-t-il lorsque des efforts physiques et mentaux sont nécessaires pour atteindre un objectif ?

L’équipe de Mathias Pessiglione de l’unité Inserm 975 « Centre de recherche en neurosciences de la Pitié-Salpêtrière » a cherché à savoir si des efforts mentaux et physiques sont conduits par un centre de motivation commun ou s’ils sont menés par des parties distinctes du cerveau. Les chercheurs ont donc étudié les mécanismes neuronaux qui découlent d’une activité mêlant l’action et la cognition.

Pour ce faire, un test de 360 essais, conjuguant effort mental et physique, a été réalisé sous l’œil d’un scanner. Les 20 participants volontaires allongés la tête dans un appareil d’IRM fonctionnelle doivent exécuter plusieurs séries de tâches leur permettant d’accumuler des gains qu’ils peuvent remporter mais qui sont plafonnés pour chaque série à partir de la première réponse fausse de la série. Ces tâches mêlent une action cognitive et une action motrice. Les participants doivent trouver le chiffre le plus grand numériquement parmi des chiffres de tailles différentes et le sélectionner en serrant soit la poignée située au niveau de leur main gauche ou de leur main droite en fonction de là où se trouve ce dit chiffre. A la fin de l’essai, un récapitulatif des gains est projeté de manière à motiver le participant.

Grâce aux images obtenues à partir des clichés des IRM effectués lors du test, l’équipe de Mathias Pessiglione a identifié dans la profondeur du cerveau un système motivationnel général, c’est-à-dire une structure capable d’activer n’importe quel type d’effort, qu’il soit mental (comme se concentrer sur ce qu’on fait) ou physique (comme soulever une charge). En effet, les chercheurs ont constaté que le striatum ventral s’activait en proportion de la somme en jeu et que plus le degré de motivation était fort, plus l’activation était importante. De plus, le striatum ventral se connecte à la partie médiane du striatum (le noyau caudé) lorsque la tâche à réaliser est difficile sur le plan cognitif (lorsque la taille physique et la grandeur numérique des chiffres ne correspondent pas). Réciproquement cette région ventrale sollicite la partie latérale du striatum (le putamen) lorsque la difficulté se situe sur le plan moteur (lorsqu’une forte pression doit être exercée sur les poignées).

Les chercheurs suggèrent donc que la motivation peut être codée par le striatum ventral. Ce dernier conduisant soit la partie motrice soit la partie cognitive du striatum selon l’action à mener pour l’amplifier. « Le striatum ventral pourrait commuter les connexions en fonction de la demande, c’est-à-dire amplifier l’activité neuronale dans le noyau caudé pour une opération cognitive et dans le putamen pour une action physique » explique Mathias Pessiglione.

Des chercheurs de l’Inserm, du CNRS, de l’UPMC et de l’AP-HP au sein du Centre de Recherche de l’Institut du Cerveau et de la Moelle (CRICM) de la Pitié-Salpêtrière, viennent de mettre en évidence des mutations à l’origine de la maladie des mouvements en miroir congénitaux. Les personnes atteintes de cette maladie ont perdu la capacité de réaliser un mouvement différent des deux mains. Grâce au séquençage du génome de plusieurs membres d’une même famille française, le gène RAD51 a été identifié. Des travaux complémentaires menés chez la souris suggèrent qu’il s’agit d’un gène impliqué dans le croisement des voies motrices. Ce croisement est un point clé de transmission des informations cérébrales puisqu’il permet à la partie droite du cerveau de contrôler la partie gauche du corps et inversement. Ces travaux sont publiés dans la revue The American Journal of Human Genetics.

Les mouvements en miroir congénitaux constituent une maladie rare qui se transmet de génération en génération. Les personnes atteintes ont perdu la capacité de réaliser un mouvement différent des deux mains : lorsqu’une main effectue un mouvement, l’autre main est « obligée » d’effectuer le même mouvement, même contre la volonté du sujet. Dans cette maladie, il est donc rigoureusement impossible d’avoir une activité motrice bi-manuelle telle que jouer du piano par exemple. Il arrive que l’on observe ces phénomènes chez les enfants, mais ils disparaissent généralement spontanément avant l’âge de 10 ans, surement grâce à la maturation des réseaux de neurones moteurs. Toutefois chez les personnes malades, les symptômes de la maladie débutent dès la petite enfance et restent inchangés tout au long de la vie.

En 2010, des chercheurs québécois ont découvert un gène responsable de la maladie grâce à l’analyse du génome des membres d’une grande famille canadienne. Des mutations avaient été identifiées dans le gène DCC (Deleted in Colorectal Carcinoma). Après cette découverte, l’équipe de chercheurs et de médecins coordonnée par Emmanuel Flamand-Roze a donc cherché des mutations de ce gène chez plusieurs membres d’une famille française atteinte de la maladie des mouvements en miroir congénitaux : sans succès. « Le gène DCC était intact, explique Emmanuel Flamand-Roze. Alors que l’on croyait toucher au but, il a donc fallut chercher une mutation dans un autre gène. » ajoute-t-il.

Par une approche couplant une analyse génétique conventionnelle et une analyse en « whole exome » (une technique d’analyse génétique de nouvelle génération permettant le séquençage entier de la partie signifiante du génome) les chercheurs ont démontré que le gène RAD51 était responsable de la maladie des mouvements en miroir congénitaux dans une grande famille française et confirmé ce résultat dans une famille allemande atteinte de la même maladie.

« Le gène RAD51 était bien connu de la communauté scientifique pour son rôle potentiel dans la survenue de certains cancers et dans les phénomène de résistance aux chimiothérapies » explique Emmanuel Flamand-Roze. « Nous avons donc cherché s’il pouvait avoir une fonction différente pouvant expliquer les symptômes moteurs de cette maladie. »

Le système moteur se constitue chez l’homme selon une organisation croisée : le cerveau gauche commandant la motricité du côté droit et réciproquement, avec un croisement qui s’effectue au niveau du tronc cérébral. En étudiant l’expression de la protéine RAD51 au cours du développement du système moteur chez la souris, les chercheurs ont découvert que ce gène pourrait être impliqué dans le croisement des voies motrices reliant le cerveau à la moelle épinière au niveau du tronc cérébral.

Cette découverte ouvre un champ complètement nouveau d’investigation pour la connaissance du développement du système moteur et pour une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux qui contrôlent la motricité bi-manuelle (très mal connus). Elle pourrait ainsi permettre d’apporter un éclairage sur d’autres désordres moteurs impliquant une altération de l’organisation fine du mouvement tels que la dystonie ou sur certaines maladies génétiques neuro-développementales.

L’autisme, nommé grande cause nationale, sera un sujet d’actualité en France pendant toute l’année 2012. Paradoxalement ce syndrome, et surtout ses origines, restent mal connus. Une étude, publiée le 9 février 2012 dans Public Library of Science – Genetics, démontre que des mutations génétiques perturbant la communication entre les neurones seraient directement impliquées dans la maladie. Ces nouveaux résultats confirment l’origine neurobiologique des troubles du spectre autistique. Ils sont le fruit d’une collaboration entre des chercheurs de l’Institut Pasteur, du CNRS, de l’Inserm, et de l’AP-HP, avec l’université Paris Diderot, l’hôpital Robert Debré (AP-HP), le Centre Gillberg de Neuropsychiatrie (Suède), l’université d’Ulm (Allemagne), le Centre National de Génotypage du CEA, et la Fondation FondaMental.

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont un groupe hétérogène de maladies du développement neurologique dont les origines génétiques sont mal connues. Des mutations dans plus d’une centaine de gènes ont déjà été associées aux TSA, mais il est difficile d’évaluer leurs rôles précis dans les fonctions neurales et de hiérarchiser leur importance relative. Les analyses génétiques menées à l’institut Pasteur ont permis de mettre en évidence de nouvelles mutations dans le gène SHANK2, allant jusqu’à la perte totale d’une copie du gène SHANK2 chez certains patients. Le gène SHANK2 code une protéine localisée au niveau des synapses, les points de contact et de communication entre les neurones.

Les chercheurs ont montré dans des cultures de neurones que les mutations du gène SHANK2 sont associées à une diminution du nombre de synapses et donc à une altération de la communication entre les neurones. D’autre part, des analyses plus fines réalisées sur les 3 patients chez qui une copie de ce gène manquait, ont mis en évidence d’autres anomalies chromosomiques, rares, mais déjà associées à d’autres maladies neuropsychiatriques.

« L’ensemble de ces résultats souligne l’importance cruciale des gènes synaptiques dans les troubles du spectre autistique, » explique le Pr Thomas Bourgeron, chef de l’unité Institut Pasteur-CNRS de génétique humaine et fonctions cognitives. « D’autre part, ils pointent vers l’existence de gènes modificateurs qui pourraient moduler les symptômes que nous regroupons sous le nom de TSA. »

Ces résultats représentent une confirmation importante du rôle des mutations génétiques dans le déclenchement et l’évolution de l’autisme. Des analyses plus approfondies seront nécessaires pour décrire plus précisément le rôle de ces altérations ainsi que leurs interactions.

Il est clairement établi qu’il existe une association inverse entre l’âge et les performances cognitives, mais l’âge auquel le déclin cognitif commence est controversé. Jusqu’à présent, il était généralement admis qu’il n’y avait pas de déclin avant 60 ans. Dans une étude publiée dans le British Medical Journal, une équipe de recherche de l’Inserm dirigée par Archana Singh-Manoux, montre que notre mémoire, notre capacité à raisonner et à comprendre commencent à décliner dès l’âge de 45 ans. Cette étude issue de la cohorte Whitehall II a été menée sur plus de 7000 personnes pendant 10 ans.

L’augmentation de l’espérance de vie implique des changements fondamentaux dans la composition des populations avec une augmentation importante du nombre de personnes âgées. Ces changements auront probablement une influence profonde sur la vie des individus et la société en général. Il est clairement établi qu’il existe une association inverse entre l’âge et les performances cognitives, mais l’âge auquel le déclin cognitif commence est controversé. Des études récentes avaient conclu qu’il y avait peu d’arguments en faveur du déclin cognitif avant l’âge de 60 ans.

Toutefois, des études cliniques montrent une corrélation entre la présence de plaques amyloïdes dans le cerveau et la sévérité du déclin cognitif. Or, ces plaques amyloïdes semblent exister dans le cerveau de jeunes adultes.

L’évaluation de l’effet de l’âge sur le déclin cognitif grâce à des données recouvrant plusieurs années sont rares. C’est précisément l’objet de l’étude menée par les chercheurs de l’Inserm et d’University College London.

Dans le cadre de l’étude de cohorte Whitehall II, les données médicales de 5 198 hommes et 2 192 femmes âgés de 45 à 70 ans au début de l’étude et suivis pendant 10 ans ont été extraites. Les fonctions cognitives des participants ont été évaluées 3 fois au cours de ces 10 années. Des tests individuels ont permis d’évaluer la mémoire, le vocabulaire, le raisonnement et la fluence verbale.

Les résultats montrent que les performances cognitives (sauf pour les tests de vocabulaire) déclinent avec l’âge et ce d’autant plus rapidement que les gens sont âgés. Le déclin est significatif dans chaque tranche d’âge.

Par exemple, au cours de la période de l’étude, le déclin des scores du raisonnement était de 3,6 % pour les hommes âgés de 45 et 49 ans et de 9,6 % chez ceux âgés de 65 à 70 ans. Les chiffres correspondants pour les femmes étaient respectivement de 3,6 % et 7,4 %.

Les auteurs soulignent que la preuve de ce déclin cognitif avant l’âge de 60 ans a des conséquences importantes.

« Déterminer l’âge auquel le déclin cognitif commence est important parce que des interventions comportementales ou pharmacologiques conçues pour changer les trajectoires de vieillissement cognitifs sont probablement plus efficaces s’ils elles sont appliquées dès le début du déclin. » souligne Archana Singh-Manoux.

« Alors que l’espérance de vie continue à augmenter, comprendre le déclin cognitif lié à l’âge est l’un des défis du 21e siècle » ajoute-t-elle.

Quand on vous parle de mémoire, vous pensez au cerveau ! Peut-être aussi à notre système immunitaire qui garde en mémoire certaines informations pour réagir de manière plus efficace lorsqu’un virus ou une bactérie nous infecte une deuxième fois. Mais auriez-vous imaginé que nos glandes endocrines se souviennent également de certaines choses ? A l’instar du cerveau, une équipe de chercheurs de l’Inserm et du CNRS dirigée par Patrice Mollard à l’Institut de génomique fonctionnelle (1) (Montpellier) vient de montrer, chez la souris, que les cellules endocrines hypophysaires qui régulent la lactation s’organisent en réseau lors d’un premier allaitement. Ce réseau est alors conservé, comme « mis en mémoire » pour être encore plus opérationnel lors de l’allaitement d’une seconde portée. C’est la première fois qu’une forme de mémoire dans le système endocrinien est mise en évidence. Ces travaux font l’objet d’un article publié dans la revue Nature communications datée du 3 janvier 2012.

La plasticité des systèmes biologiques permet à des organismes de modifier dynamiquement leur physiologie de façon à s’adapter aux conditions environnementales existantes. Au niveau cellulaire, ce processus est associé habituellement au système immunitaire ; au niveau tissulaire, il a été caractérisé il y a plusieurs années dans le cerveau et est au cœur d’une intense recherche en neurobiologie.

En dehors de ces deux systèmes permettant de garder en mémoire des informations à long terme, rien n’indiquait que d’autres cellules pouvaient fonctionner de façon similaire.

L’hypophyse est un organe qui constitue un modèle idéal pour vérifier cette hypothèse car elle comprend des populations distinctes de cellules endocrines organisées en réseaux et qui régulent une multitude de fonctions physiologiques par la sécrétion de différentes hormones.

L’équipe de Patrice Mollard à Montpellier a travaillé avec celle de Paul Le Tissier à Londres (NIMR-MRC (2)) afin de déterminer si les réseaux de cellules endocrines possèdent des capacités de mémorisation. Ils ont pris comme modèle les cellules qui sécrètent la prolactine (l’hormone de la lactation). La sécrétion de prolactine commande un éventail de réponses cruciales pour permettre de nourrir des souriceaux, comprenant la production de lait.

La production de prolactine et donc de lait maternel chez la souris est stimulée d’une part, par la levée d’un signal inhibiteur (dopaminergique) provenant du cerveau et d’autre part, par le phénomène de tétée. Grâce à l’imagerie calcique à deux photons, les chercheurs ont pu distinguer les interactions entre les cellules productrices de prolactine, avant, pendant et après une période d’allaitement.

Avant l’allaitement, ces cellules sont faiblement connectées les unes des autres.

Au moment de l’allaitement, les cellules répondent à la lactation en augmentant la communication intercellulaire coordonnée, la connectivité fonctionnelle et la production tissulaire.

L’originalité de cette découverte réside dans le fait que 3 mois après le sevrage, le réseau reste en place, comme s’il avait été mis en mémoire. « Par la suite, explique Patrice Mollard, un même stimulus (tétée) entraînera une réponse plus coordonnée et plus efficace. Le réseau sécrétera plus de prolactine et provoquera à nouveau un accroissement de la production tissulaire. »

Toutefois cette mise en réseau ne se produit pas si la puissance du stimulus de tétée est réduite. Chez les souris dont les portées sont souvent importantes (8 petits par portée en moyenne), si, seuls 3 petits sont mis à la tétée, le stimulus est trop faible pour déclencher cette mise en réseau.

C’est la première fois que des chercheurs mettent en évidence une forme de mémoire dans un tel système. « Il ouvre un champ des possibilités assez immense. Nous pensons que cette découverte pourrait notamment s’appliquer à d’autres systèmes endocriniens tels que celui des cellules bêta pancréatiques et les cellules endocrines du tractus gastro-intestinal », concluent les auteurs.

Des chercheurs de l’Inserm et du CNRS au sein de l’Unité 960 (« Laboratoire de neurosciences cognitives ») viennent de mettre en évidence qu’une seule anomalie dans une région cérébrale bien précise : le cortex auditif, pourrait être à l’origine des trois manifestations principales de la dyslexie : réussir à manipuler mentalement des sons de parole, difficultés de mémorisation à court terme (capacité à répéter une liste de mots par exemple), et un ralentissement de la capacité de nommer rapidement des séries d’images. Les résultats de ces travaux sont publiés dans la revue Neuron datée du 21 décembre.

Si la compréhension du message écrit est le but de l’apprentissage de la lecture, l’identification des mots est indispensable à cette compréhension. La dyslexie se manifeste chez un enfant, après le début de l’apprentissage de la lecture, par l’absence de maîtrise des correspondances entre les graphèmes (lettres ou groupes de lettres) et les phonèmes (sons de la parole). La persistance du trouble caractérise la dyslexie (1).

Une anomalie du développement d’aires cérébrales normalement impliquées dans la représentation et le traitement des sons de la parole (la phonologie) est la plus fréquemment rencontrée et constitue l’hypothèse majoritairement admise pour la dyslexie.

L’activité cérébrale de 44 participants adultes, dont 23 dyslexiques, a été enregistrée grâce à la magnétoencéphalographie (MEG) en réponse à un bruit modulé en amplitude à un rythme variant linéairement de 10 à 80 Hz.

Un tel son engendre une réponse corticale auditive dont la fréquence est calée sur le rythme du son, mais cette réponse est plus forte à la fréquence à laquelle le cortex tend à osciller spontanément. Après une reconstruction de source du signal MEG, une analyse temps-fréquence des réponses corticales auditives a été réalisée afin de comparer les profils de réponse dans cortex auditifs droit et gauche, et entre les participants dyslexiques et non dyslexiques (contrôles).

Les chercheurs ont montré chez les dyslexiques une sensibilité réduite du cortex auditif gauche aux sons modulés autour de 30 Hz. La réponse corticale à ces fréquences serait nécessaire au découpage de la parole en unités linguistiques pouvant être associées aux graphèmes. En effet, le défaut de sensibilité aux fréquences de modulation situées autour de 30 Hz corrèle avec les difficultés de traitement phonologique et la dénomination rapide d’images. Les dyslexiques montrent en revanche une réponse corticale accrue aux modulations d’amplitude des sons situées au-delà de 40 Hz. Cette particularité est associée à un déficit de mémoire phonologique. Ces données suggèrent qu’une seule anomalie de résonance du cortex auditif avec la parole serait à l’origine des trois facettes principales de la dyslexie.

Note 
(1) Source : dossier de presse expertise collective « Dyslexie, dysorthographie et dyscalculie »