Ondes cérébrales : la danse synchronisée de l’acétylcholine et de la dopamine dans le striatum
Résumé: Des chercheurs ont dévoilé une découverte révolutionnaire dans le domaine de la chimie du cerveau.
Ils ont identifié des schémas ondulatoires de l’acétylcholine neurochimique dans le striatum, une région vitale pour les actions motivantes. Cela survient après que des schémas similaires ont été découverts dans la dopamine, un autre neurochimique crucial dans la même région.
L’étude met non seulement en lumière l’équilibre délicat entre ces substances neurochimiques, mais propose également un modèle d’interaction révolutionnaire qui pourrait fournir des informations sur les troubles du mouvement.
Faits marquants:
- Découverte pionnière: Il s’agit de la toute première description de modèles ondulatoires d’acétylcholine dans le striatum d’animaux au comportement sain.
- Déclencheur singulier: L’activation d’un seul neurone libérant de l’acétylcholine peut induire une libération locale de dopamine.
- Nouveau modèle d’interaction: La recherche introduit un nouveau modèle mathématique expliquant la génération simultanée d’ondes d’acétylcholine et de dopamine, remettant en question les croyances traditionnelles sur les interactions neuronales.
Source: Université hébraïque de Jérusalem
Dans une nouvelle étude, un groupe de chercheurs dirigé par le Dr Joshua Goldberg de l’Université hébraïque décrit un nouveau type d’onde neurochimique dans le cerveau.
Leurs recherches, publiées dans Communications naturellesdévoile l’existence d’ondes progressives de l’acétylcholine neurochimique dans le striatum, une région du cerveau responsable des actions motivantes et des comportements habituels.
On pense généralement que la motivation à exécuter une action dépend de la libération d’un autre neurochimique, la dopamine, dans le striatum. Des recherches récentes ont montré que la dopamine est libérée selon des schémas ondulatoires dans le striatum.
L’équipe dirigée par Goldberg a découvert que l’acétylcholine est également libérée dans le striatum selon des schémas ondulatoires. On a longtemps pensé que pour que le striatum fonctionne correctement, un équilibre devait être maintenu entre la libération de dopamine et d’acétylcholine dans le striatum, et que la perturbation de cet équilibre conduisait à des troubles du mouvement tels que la maladie de Parkinson.
La nouvelle étude propose un mécanisme mathématique par lequel des vagues simultanées d’acétylcholine et de dopamine apparaissent, ce qui pourrait représenter la manière dont cet équilibre est réalisé.
La recherche a été menée à l’aide d’outils génétiques de pointe et de techniques d’imagerie avancées, permettant à l’équipe de visualiser les ondes d’acétylcholine chez des animaux éveillés et se comportant bien. De plus, des techniques d’imagerie ont été utilisées pour observer l’interaction entre l’acétylcholine et la dopamine. in vitro.
Grâce à une analyse mathématique rigoureuse, utilisant des modèles activateurs-inhibiteurs de réaction-diffusion et des simulations informatiques, l’équipe a proposé un modèle qui explique la formation des ondes progressives de l’acétylcholine (l’activateur) et de la dopamine (l’inhibiteur).
Points saillants de l’étude:
Première description des ondes d’acétylcholine : dans le striatum d’animaux au comportement sain.
La libération locale de dopamine est déclenchée par des neurones non dopaminergiques individuels : L’étude a démontré que l’activation électrique d’un seul neurone libérant de l’acétylcholine dans le striatum est suffisante pour induire une libération locale de dopamine à proximité.
Un nouveau modèle pour expliquer comment les deux ondes neurochimiques apparaissent simultanément : L’étude propose un nouveau modèle mathématique basé sur l’interaction connue entre l’acétylcholine et la dopamine dans le striatum, qui peut donner lieu à la génération simultanée de ces ondes.
Enfin, l’étude fournit de solides prédictions testables sur la relation entre ces deux phénomènes d’ondes et le mécanisme neuronal à l’origine de leur formation.
L’étude propose également que les axones dopaminergiques et acétylcholines (qui sont les très longs appendices des neurones dopaminergiques et acétylcholines) interagissent directement et localement dans le striatum, ce qui n’est pas la façon dont on pense traditionnellement que les neurones interagissent.
A propos de cette actualité de la recherche en neurosciences
Auteur: Danaé Marx
Source: Université hébraïque de Jérusalem
Contact: Danae Marx – Université hébraïque de Jérusalem
Image: L’image est créditée à Neuroscience News
Recherche originale : Accès libre.
“Ondes d’acétylcholine et libération de dopamine dans le striatum» par Joshua Goldberg et al. Actualités en neurosciences
Abstrait
Ondes d’acétylcholine et libération de dopamine dans le striatum
La dopamine striatale code pour la récompense, des travaux récents montrant que la libération de dopamine se produit par ondes spatio-temporelles. Cependant, le mécanisme des ondes dopaminergiques est inconnu.
Nous rapportons ici que la libération d’acétylcholine dans le striatum de souris présente également une activité ondulatoire et que l’échelle spatiale de la libération de dopamine striatale est étendue par les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine.
Sur la base de ces résultats et de notre démonstration selon laquelle des interneurones cholinergiques uniques peuvent induire la libération de dopamine, nous avons émis l’hypothèse que l’interaction réciproque locale entre les interneurones cholinergiques et les axones dopaminergiques suffit à générer des ondes progressives endogènes.
Nous montrons que les propriétés morphologiques et physiologiques des interactions interneurone cholinergique – axone dopaminergique peuvent être modélisées comme un système de réaction-diffusion donnant naissance à des ondes progressives.
Des versions analytiquement exploitables du modèle montrent que la structure et la nature de la propagation des ondes progressives de l’acétylcholine et de la dopamine dépendent de leur couplage, et que les ondes progressives peuvent donner lieu à des corrélations observées empiriquement entre ces signaux.
Ainsi, notre étude fournit des preuves des ondes striatales d’acétylcholine in vivo et propose un cadre théorique testable qui prédit que les ondes de dopamine et d’acétylcholine observées sont des phénomènes fortement couplés.
