Comment le cerveau gère-t-il notre comportement et nos mouvements?
Les recherches ont montré que le striatum, un ensemble de neurones situés dans les ganglions basaux subcorticaux, contrôlait le chronométrage précis nécessaire au mouvement. Le striatum reçoit les informations de nombreuses zones cérébrales, mais il ne les transmet qu'aux éléments de la base corticale qui sont responsables du contrôle moteur volontaire, de l'apprentissage procédural ou des mouvements oculaires. Les symptômes moteurs débilitants de la maladie de Parkinson sont justement provoqués par une déficience en dopamine et en d'autres neuromodulateurs d'où découle un dysfonctionnement des microcircuits du striatum. Lorsque la concentration en dopamine est trop élevée, le patient est sujet à des mouvements involontaires; trop faible et les mouvements seront difficiles à réaliser. Dans le cadre du projet SELECT-AND-ACT (The role of striatum in selection of behaviour and motor learning - neuronal code, microcircuits and modelling), financé par l'UE, les chercheurs ont étudié la fonction des ganglions basaux du striatum. Les partenaires ont pour ce faire, analysé les microcircuits multicellulaires des différentes sous-populations striatiques. En utilisant des lamproies, des rats et des primates comme modèles, ils ont étudié l'apport du cortex et du thalamus et la modification des systèmes dopaminergiques et histaminergiques. Il est intéressant de noter que la conception initiale des ganglions de la base, un système apparu dès les premiers vertébrés il y a environ 560 millions d'années, a été conservée. La complexité accrue a sélectionné un nombre croissant de modules, chacun responsable d'un certain comportement. Les chercheurs ont utilisé des électrodes sous-cutanées pour enregistrer l'activité neuronale et surveiller la réponse synaptique aux différents systèmes envoyant l'information. Ils ont montré comment certains sous-types spécifiques de neurones étaient activés - pour prendre des décisions sur la façon de se déplacer dans une certaine situation, apprendre de nouvelles stratégies et générer de nouvelles routines. La modélisation mathématique a permis d'intégrer cette énorme quantité de données au niveau des cellules et de systèmes entiers. Un grand nombre de troubles psychiatriques et neurologiques graves comme le trouble du déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité, la schizophrénie, la chorée de Huntington ou les troubles obsessionnels compulsifs, impliquent tous un dysfonctionnement des ganglions de la base. Les travaux du projet SELECT-AND-ACT renforcent ainsi notre compréhension des différents symptômes générés par ces pathologies et favorisent donc le futur développement de cibles neuropharmacologiques spécifiques.
Mots‑clés
Mouvement, striatum, ganglions de la base, apprentissage, SELECT-AND-ACT
