Résumé: Le trouble lié à la consommation d’alcool (AUD) perturbe la flexibilité cognitive, cruciale pour l’apprentissage et l’adaptation au changement. De nouvelles recherches révèlent que l’exposition chronique à l’alcool modifie les modes de déclenchement des interneurones cholinergiques (CIN), des neurones clés du striatum du cerveau qui régulent la dopamine et influencent l’apprentissage axé sur la récompense.
Normalement, les CIN se déclenchent selon un schéma de pauses en rafale, vital pour désapprendre les anciens comportements et en adopter de nouveaux, mais l’exposition à l’alcool raccourcit et affaiblit ces pauses, nuisant à l’adaptabilité. Les résultats mettent en évidence des cibles thérapeutiques potentielles pour traiter les déficiences cognitives liées à l’AUD et d’autres troubles neurologiques.
Faits clés :
- Perturbation du CIN : La consommation chronique d’alcool perturbe le déclenchement en rafale du CIN, crucial pour l’apprentissage par inversion.
- Le rôle de l’acétylcholine : Les CIN régulent l’acétylcholine, affectant l’adaptabilité et désapprenant les comportements obsolètes.
- Potentiel thérapeutique : Les résultats suggèrent que les traitements ciblés sur les CIN pourraient remédier aux déficits cognitifs de l’AUD.
Source: Texas A&M
Les troubles liés à la consommation d’alcool (AUD) touchent environ 400 millions de personnes dans le monde et constituent l’une des principales causes de maladies graves telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires, les maladies du foie et les accidents vasculaires cérébraux.
Au-delà de ces impacts physiques, l’AUD perturbe profondément les fonctions cérébrales essentielles à l’apprentissage, à la mémoire et à l’adaptabilité, éléments clés de la flexibilité cognitive.
Aujourd’hui, des chercheurs du Texas A&M University College of Medicine ont jeté un nouvel éclairage sur la façon dont la consommation chronique d’alcool modifie les voies de signalisation cérébrale, en se concentrant spécifiquement sur la façon dont elle altère la flexibilité cognitive.
Leurs conclusions, récemment publiées dans Avancées scientifiques, démontrer le rôle important des interneurones cholinergiques (CIN) dans ce processus.
Zhenbo Huang, PhD, chercheur associé au laboratoire de Jun Wang, MD, PhD, et ses collègues ont démontré que l’alcool perturbe la capacité du cerveau à s’adapter en modifiant les schémas de déclenchement des CIN, des neurones spécialisés qui libèrent de l’acétylcholine, un neurotransmetteur clé.
Les CIN sont des gardiens essentiels du striatum du cerveau, influençant l’apprentissage et la motivation axés sur la récompense en modulant la signalisation dopaminergique.
« Les neurones dopaminergiques pilotent le système de récompense du cerveau, tandis que les CIN agissent comme des gardiens, filtrant les stimuli qui activent ces neurones », a déclaré Wang, professeur agrégé au Texas A&M College of Medicine.
À l’aide d’outils avancés tels que l’optogénétique, qui utilise la lumière pour contrôler les cellules, les chercheurs ont découvert que la stimulation des CIN dans des modèles animaux exposés à l’alcool chronique produisait un schéma de déclenchement modifié par rapport aux modèles sans exposition chronique à l’alcool.
Normalement, les CIN se déclenchent selon un schéma « rafale-pause » : une rafale d’activité rapide suivie d’une pause, essentielle pour apprendre de nouveaux comportements et s’adapter au changement.
Cependant, chez les modèles exposés à l’alcool, ce schéma de déclenchement était considérablement perturbé, avec des pauses plus courtes et plus faibles, altérant les processus d’apprentissage critiques tels que l’inclinaison inversée.
« L’apprentissage inversé est la pierre angulaire de la flexibilité cognitive », a expliqué Wang. « Cela permet aux individus de désapprendre leurs comportements lorsque les règles ou les circonstances changent, un processus fortement dépendant de la signalisation de l’acétylcholine. »
En combinant l’optogénétique, qui utilise la lumière pour contrôler l’activité du CIN, et la photométrie des fibres, qui implique des biocapteurs génétiquement modifiés pour détecter la libération d’acétylcholine en temps réel pendant que les sujets effectuent des tâches, l’équipe a découvert des rôles distincts pour les différentes phases de déclenchement du CIN.
La phase « éclatante », qui augmente la libération d’acétylcholine par les CIN, facilite l’apprentissage par extinction, où les anciens comportements sont désappris.
La phase de « pause », en revanche, qui provoque une baisse de la libération d’acétylcholine par les CIN, est cruciale pour l’apprentissage par inversion, où de nouveaux comportements remplacent les anciens.
Cette recherche révolutionnaire révèle comment l’alcool mine ces mécanismes, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur les effets plus larges de l’AUD. Surtout, les résultats suggèrent des cibles thérapeutiques potentielles pour traiter les déficiences cognitives associées à l’AUD.
« La dynamique d’éclatement et de pause des CIN est essentielle à l’adaptabilité comportementale », a déclaré Wang.
« Cette étude met en valeur leurs rôles uniques et jette les bases pour explorer comment des mécanismes similaires pourraient influencer des conditions au-delà de la dépendance, notamment le vieillissement et les maladies neurodégénératives. »
L’équipe Wang continue d’explorer l’impact de la dynamique des CIN sur la santé cérébrale, dans le but de traduire leurs découvertes en traitements innovants pour divers troubles cérébraux.
Financement: Leurs recherches sont financées par le National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA)/NIH.
À propos de cette actualité sur l’AUD et la recherche cognitive
Auteur: Darren Benson
Source: Texas A&M
Contact: Darren Benson – Texas A&M
Image: L’image est créditée à Neuroscience News
Recherche originale : Accès libre.
« Les réponses dynamiques des interneurones cholinergiques striataux contrôlent la flexibilité comportementale» par Zhenbo Huang et al. Avancées scientifiques
Abstrait
Les réponses dynamiques des interneurones cholinergiques striataux contrôlent la flexibilité comportementale
Les interneurones cholinergiques striataux (CIN) sont essentiels à la régulation de la flexibilité comportementale, impliquant à la fois l’extinction des actions apprises et l’adoption de nouvelles. Cependant, les mécanismes à l’origine de ces processus restent insaisissables.
Dans cette étude, nous démontrons dans un premier temps que la consommation chronique d’alcool perturbe la dynamique rafale-pause des CIN et altère la flexibilité comportementale.
Nous avons ensuite cherché à élucider les mécanismes par lesquels la dynamique des CIN contrôle la flexibilité comportementale. Nous avons constaté que l’apprentissage par extinction améliore la libération d’acétylcholine (ACh) et que l’imitation de cette amélioration via l’induction optogénétique du déclenchement en rafale de CIN accélère le processus d’extinction.
De plus, nous démontrons que la perturbation des pauses CIN via une stimulation optogénétique continue altère de manière réversible la mise à jour des comportements orientés vers un objectif.
Dans l’ensemble, nous démontrons que le déclenchement en rafale de CIN, qui augmente la libération d’ACh, favorise l’apprentissage par extinction, facilitant ainsi l’extinction des comportements appris. À l’inverse, les pauses de déclenchement du CIN, qui conduisent à des baisses d’ACh, sont cruciales pour l’apprentissage par inversion, facilitant l’adaptation de nouvelles actions.
Ces résultats mettent en lumière la manière dont la dynamique CIN régule la flexibilité comportementale.