Qu’est-ce qui fait bouger les animaux?
Pour survivre dans leur environnement, les animaux doivent pouvoir se déplacer. Des chercheurs soutenus par les projets EXPLORATOME et ZENITH, financés par l’UE, ont étudié un aspect particulier du mouvement, à savoir la locomotion vers l’avant, en se concentrant sur le rôle important joué par une zone du tronc cérébral appelée région locomotrice mésencéphalique (MLR pour «mesencephalic locomotor region»). Publiés dans la revue «Nature Neuroscience», leurs travaux ont permis de cartographier les circuits neuronaux impliqués dans le déclenchement du mouvement vers l’avant, ce qui pourrait fournir des informations précieuses sur les dysfonctionnements du mouvement dans des affections telles que la maladie de Parkinson. Le mouvement peut être un processus conscient utilisé pour la navigation. Il peut également être involontaire, déclenché par les sens. «Les animaux se déplacent pour explorer leur environnement à la recherche de nourriture, d’interaction avec les autres ou simplement par curiosité. Toutefois, la perception d’un danger ou un stimulus douloureux peuvent également activer un réflexe de fuite automatique», explique le Dr Martin Carbo-Tano, coauteur de l’étude, de l’Institut du cerveau de Paris (ICM), en France, coordinateur du projet ZENITH, dans un article publié sur «SciTechDaily». Qu’il soit conscient ou automatique, le mouvement repose sur l’activation de neurones de commande dans le tronc cérébral, appelés neurones réticulospinaux (RSN pour «reticulospinal neurons»). Ces neurones relaient les signaux entre le cerveau et la moelle épinière, et jouent un rôle crucial dans le déclenchement, le maintien et l’arrêt du mouvement.
Avoir une vue d’ensemble
La MLR, qui déclenche le mouvement vers l’avant lorsqu’elle est stimulée, est située en amont des RSN. Identifiée pour la première fois chez le chat, elle est également présente chez de nombreux autres vertébrés, tels que les salamandres, les rats, les souris, les lapins, les cochons d’Inde, les porcs, les lamproies et les singes. «Le rôle de la MLR étant conservé chez de nombreuses espèces de vertébrés, nous supposons qu’il s’agit d’une région ancienne dans leur évolution, essentielle pour initier la marche, la course, le vol ou la nage», ajoute Martin Carbo-Tano. «Toutefois, nous ignorions jusqu’à présent comment cette région transmettait l’information aux neurones réticulospinaux. Nous ne disposions donc pas d’une vue d’ensemble des mécanismes qui permettent aux vertèbres de se mettre en mouvement, et nous n’étions dès lors pas en mesure de déceler d’éventuelles anomalies dans cette fascinante machinerie.» Afin de mieux étudier l’activité neuronale impliquée dans l’initiation du mouvement, l’équipe de recherche a utilisé des larves de poisson zèbre. Leur cerveau transparent a permis aux chercheurs d’identifier la MLR et de cartographier les circuits de commande en aval liés à la locomotion vers l’avant. «Nous avons observé que les neurones de la région locomotrice mésencéphalique sont stimulés lorsque l’animal se déplace spontanément, mais aussi en réponse à un stimulus visuel. Ils se projettent à travers le pont, la partie centrale du tronc cérébral, et la moelle pour activer une sous-population de neurones réticulospinaux appelés “V2a”. Ces neurones contrôlent les détails les plus fins du mouvement, tels que le démarrage, l’arrêt et le changement de direction. D’une certaine manière, ils donnent des instructions de pilotage», remarque la Dre Claire Wyart, coautrice principale de l’étude, chercheuse à l’ICM et directrice de recherche à l’Institut national de la santé et de la recherche médicale, en France, coordinateur du projet EXPLORATOME. Selon les auteurs, cette étude soutenue en partie par EXPLORATOME (Circuit mechanisms underlying sensory-evoked navigation) et ZENITH (ZEbrafish Neuroscience Interdisciplinary Training Hub) constitue une étape essentielle pour les futures recherches sur les mécanismes de contrôle moteur supraspinal. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet EXPLORATOME site web du projet ZENITH
Mots‑clés
EXPLORATOME, ZENITH, animal, neurone, région locomotrice mésencéphalique, neurone réticulospinal, mouvement, locomotion, cerveau
