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Parutions

 

De la cocaïne pour comprendre comment fonctionne le cerveau

 

L’étude des mécanismes addictifs de la cocaïne chez le rat a permis à des chercheurs du Laboratoire de neuropsychopharmacologie des addictions (CNRS/Inserm/Université Paris Descartes) de découvrir un nouveau mode de fonctionnement du cerveau. Ces travaux, qui s’intéressent en particulier à deux sous-structures du noyau accumbens, ont été publiés dans la revue PLoS One.

 

La cocaïne est un psychostimulant très puissant, qui agit sur des systèmes normalement activés par des signaux sensoriels naturels. Elle bloque notamment la recapture des différents neurotransmetteurs du cerveau, comme la dopamine, la noradrénaline ou la sérotonine, et augmente ainsi leur concentration au sein de la synapse, ce qui provoque l’amplification du signal transmis aux neurones post-synaptiques.

Si les conséquences directes de la cocaïne sur le cerveau semblent maintenant bien comprises au niveau mécanistique, la prise répétée de cette drogue entraîne quant à elle des perturbations neurochimiques très complexes. Celles-ci modifient les équilibres entre les différents neurotransmetteurs et perturbent les systèmes excitateurs et inhibiteurs qui jouent un rôle essentiel dans la modulation de nombreux processus physiologiques et psychologiques. Ces perturbations sont entre autre responsables de l’effet addictif de la cocaïne.

Chez le rongeur, la cocaïne provoque une augmentation de la densité des épines dendritiques (protrusion neuronales chargées de l’intégration de la neurotransmission excitatrice) dans une structure clé de la mise en place de l’addiction, le noyau accumbens. Pourtant, aucun lien n’a pu être établi entre cette modification morphologique des neurones et les effets addictifs que peut induire ce psychostimulant.

Les chercheurs du Laboratoire de neuropsychopharmacologie des addictions se sont justement intéressés à ce lien entre l’augmentation des épines dendritiques et l’effet récompensant de la cocaïne chez le rat. Pour tenter de l’expliquer, ils ont utilisé une méthode qui permet d’observer simultanément le comportement des animaux et l’évolution des épines dendritiques de leurs neurones.

Les effets récompensant de la cocaïne ont été évalués grâce au test de « préférence de place conditionnée », qui consiste à faire associer à l’animal un environnement aux effets d’un produit. Les épines dendritiques ont quand à elles été quantifiées manuellement, après coloration des neurones par un composé fluorescent, dans deux sous-structures du noyau accumbens : le core et le shell. Ces sous-structures se différencient l’une de l’autre par leurs voies afférentes et efférentes.

Les chercheurs ont démontré qu’il existe bien une corrélation entre l’augmentation des épines dendritiques dans le core et le shell du noyau accumbens et le souvenir des effets récompensant de la cocaïne. En revanche, lorsque les animaux reçoivent la cocaïne dans leur cage d’habitation, en dehors d’un apprentissage discriminant, l’augmentation des épines dendritiques n’est observée que dans le core.

Afin de confirmer ces résultats, les scientifiques ont bloqué l’augmentation des épines dendritiques en injectant, directement dans le core ou dans le shell du noyau accumbens, de l’anisomycine, un inhibiteur de la synthèse des protéines. Les résultats de cette expérience ont mis en évidence que les effets récompensant de la cocaïne sont dus à un transfert de neuroplasticité, mesuré par l’augmentation des épines dendritiques, du core vers le shell.

Ces données sont particulièrement intéressantes dans la mesure où jusqu’à présent, il n’existait pas de démonstration du transfert d’informations du core vers le shell, alors que le transfert d’information dans l’autre sens est relativement bien documenté. Ces travaux révèlent donc un nouveau mode de fonctionnement du noyau accumbens, structure impliquée dans des comportements fondamentaux tels que la peur ou la prise de décision.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure : La densité des épines dendritiques augmente de manière significative dans le core et le shell du noyau accumbens des animaux traités avec de la cocaïne. Cette modification morphologique des neurones est liée aux effets addictifs du psychostimulant. © Nicolas Marie, Corinne Canestrelli, Florence Noble

 

 

 

En savoir plus

  • Transfer of neuroplasticity from nucleus accumbens core to shell is required for cocaine reward, Nicolas Marie, Corinne Canestrelli, Florence Noble, PLoS One (2012), 7(1):e30241, doi:10.1371/journal.pone.0030241.

 

Contact chercheurs

  • Nicolas Marie
  • Florence Noble
    Laboratoire de neuropsychopharmacologie des addictions
    UMR 8206 CNRS/Inserm/Université Paris Descartes
    Faculté de Pharmacie
    4, avenue de l'Observatoire
    75006 Paris

 

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