Découvrir le système de récompense du cerveau

La découverte en neuroscience de Columbia rompt avec la sagesse conventionnelle.

Source: geralt / pixabay

Comprendre le fonctionnement du système de récompense du cerveau permet de faire avancer la recherche scientifique sur les maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson et les domaines de la médecine, de la biotechnologie, des produits pharmaceutiques et de la psychiatrie en général. Aujourd’hui, les neuroscientifiques ont annoncé une nouvelle découverte qui modifie les points de vue généralement partagés sur le système d’apprentissage par récompense du cerveau. L’apprentissage par récompense ne se limite pas à certaines régions du cerveau. Au lieu de cela, le cerveau initie l’apprentissage d’associations complexes au niveau du cortex somatosensoriel, la zone qui gère le sens du toucher. L’équipe de recherche en neurosciences du Mortimer B. Zuckerman de l’Université Columbia, composée de Randy Bruno, Clay Lacefield, Eftychios Pnevmatikakis et Liam Paninski, a publié ses conclusions sur Cell Reports .

Lorsque vous ressentez les sensations du toucher, cela est dû au cortex somatosensoriel, un ensemble de modules du néocortex du cerveau. Selon les vues neuroscientifiques classiques, le cortex sensoriel joue un rôle relativement simple dans le cerveau – il sert principalement à transmettre des informations sensorielles au cortex d’association, qui passe ensuite au cortex frontal pour un traitement avancé. Jusqu’à présent, le cortex sensoriel n’a pas été associé au système d’apprentissage par récompense du cerveau.

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Les chercheurs ont étudié des souris avec de l’ADN introduit artificiellement qui permet aux indicateurs fluorescents utilisés d’imager l’activité neuronale. Compte tenu des obstacles et des difficultés rencontrés pour mener des recherches neuroscientifiques sur l’homme, les rongeurs sont souvent utilisés dans les études comme proxy chez les mammifères. Dans l’étude, les dendrites (extensions de neurones ressemblant à des branches) dans le cortex cérébral somatosensoriel de souris ont été surveillées.

Les neuroscientifiques ont d’abord entraîné les souris à localiser un pôle dans une pièce sombre (tâche sensorielle), puis à déplacer un levier pour libérer de l’eau (la récompense). Comme prévu, les dendrites du cortex somatosensoriel étaient excités lorsque les moustaches de la souris sont entrées en contact avec le pôle. Ce qui était surprenant et inattendu, c’est que les mêmes dendrites aient riposté lorsque les souris ont reçu la récompense d’une goutte d’eau.

L’équipe a ensuite retiré le bâton et a donné aux souris entraînées des récompenses en eau. Encore plus imprévu était que les dendrites somatosensorielles des souris dressées s’illuminaient quand la récompense de l’eau leur était donnée, même en l’absence d’un pôle. Chez les souris non entraînées à la tâche moustaches, la récompense en eau ne tirait pas sur les dendrites somatosensorielles. Ces observations scientifiques ont amené l’équipe à conclure que l’association était acquise ou apprise.

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Fait intéressant, cette percée pourrait mener à la découverte d’un nouveau neurotransmetteur un jour. Les produits chimiques qui influencent la voie de récompense du cerveau jouent un rôle majeur dans la motivation et la motivation en réponse à des stimuli valorisants. Les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques synthétisés et libérés par les neurones pour envoyer des signaux à d’autres neurones, glandes ou muscles. La sérotonine, l’histamine, l’ocytocine, les endorphines, l’épinéphrine (adrénaline) et la dopamine sont des exemples de neurotransmetteurs.

Selon l’auteur principal du journal, Randy Bruno, il n’y a pas beaucoup de dopamine dans le cortex somatosensoriel. Le Dr Bruno pense qu’un neuromodulateur du cortex somatosensoriel, qui n’a pas encore été découvert, fonctionne de manière similaire à la dopamine dans d’autres zones du système d’apprentissage par récompense du cerveau. Il envisage de concentrer ses recherches dans ce domaine ensuite.

Certaines des substances les plus addictives, telles que la nicotine, l’alcool, l’héroïne, la cocaïne et les barbituriques, activent le système de dopamine du cerveau. La découverte d’un nouveau neuromodulateur fonctionnant comme la dopamine dans le système d’apprentissage par récompense du cerveau pourrait aider à trouver de nouveaux moyens de lutter contre la toxicomanie et la dépendance à l’avenir.

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Références

Lacefield, Clay O., Pnevmatikakis, Eftychios A., Paninski, Liam, Bruno, Randy M .. ”L’apprentissage par renforcement recrute des dendrites somata et apicaux à travers des couches de cortex sensoriel primaire . 19 février 2019.

Institut Zuckerman de l’Université Columbia (20 février 2019). «Une nouvelle étude chez la souris révèle un lieu d’apprentissage, une mémoire inattendue dans le cerveau». lieu-d’apprentissage-mémoire-dans-le-cerveau-300798932.html

Bowman, Eric. “Les cinq substances les plus addictives au monde.” CNN . 6 février 2019.