Résumé du texte :
ce texte traite de la recherche sur le rôle des noyaux gris centraux, et plus spécifiquement du striatum dorsolatéral (DLS), dans le contrôle des mouvements chez les rats. Voici les points clés :
Les noyaux gris centraux sont importants : Ils sont impliqués dans la récompense, l’émotion et le contrôle moteur, et sont liés à des troubles comme la maladie de Huntington, le syndrome de Tourette et la maladie de Parkinson.
Débat sur leur fonction : Il existe un débat sur si les noyaux gris centraux contrôlent tous les mouvements ou seulement ceux appris par la pratique.
L’étude se concentre sur le DLS : Les chercheurs ont étudié le DLS, une partie des noyaux gris centraux impliquée dans les comportements appris.
Résultats clés :
La suppression du DLS n’affecte pas les comportements naturels (exploration libre, marche, toilettage).
La suppression du DLS empêche les rats d’effectuer des tâches apprises, même celles qu’ils maîtrisaient auparavant.
Conclusion : Le DLS est crucial pour l’exécution des compétences nouvellement acquises, mais pas pour les comportements naturels. Il semble agir comme un lieu d’apprentissage pour les mouvements acquis.
Méthodologie : L’étude a utilisé des rats, des caméras pour suivre leurs mouvements, un logiciel de classification des comportements, et des électrodes pour enregistrer l’activité neuronale.
l’étude apporte des preuves solides que le DLS est essentiel pour l’apprentissage et l’exécution des mouvements appris, mais pas pour les comportements instinctifs ou naturels.
Parmi les nombreuses merveilles du cerveau, il y a sa capacité à maîtriser les mouvements à travers la pratique – une étape de danse, une sonate de piano ou à attacher nos chaussures.
Pendant des décennies, les neuroscientifiques savent que ces tâches nécessitent un groupe de zones cérébrales appelées noyaux gris centraux.
Selon une nouvelle étude de Nature Neuroscience dirigée par des chercheurs de Harvard, cette soi-disant «machine d’apprentissage» parle dans deux codes différents – un pour les mouvements appris récemment acquis et un autre pour les comportements «naturels» innés.
Ces résultats surprenants avec les animaux de laboratoire peuvent faire la lumière sur les troubles du mouvement humain tels que la maladie de Parkinson.
“Lorsque nous avons comparé les codes de ces deux domaines comportementaux, nous avons constaté qu’ils étaient très différents”, a déclaré Bence Ölveczky, professeur de biologie organismique et évolutive (OEB). «Ils n’avaient rien à voir les uns avec les autres. Ils reflétaient fidèlement les mouvements de l’animal, mais la langue était profondément différente.»
“Lorsque nous avons comparé les codes de ces deux domaines comportementaux, nous avons constaté qu’ils étaient très différents.”
Bence P. Ölveczky
Situés dans le cerveau moyen sous le cortex cérébral, les noyaux gris centraux sont impliqués dans la récompense, l’émotion et le contrôle moteur. Cette région est également le site de certains de nos troubles de mouvement les plus préoccupants: la maladie de Huntington, le syndrome de Tourette et tous les parkinson proviennent de différents défauts des noyaux gris centraux.
Bien qu’il soit connu depuis longtemps que les noyaux gris centraux jouent un rôle central dans le contrôle moteur chez les mammifères, il n’est pas clair si cette partie du cerveau dirige tous les mouvements ou simplement ceux des tâches spécialisées.
Certains chercheurs postulent que les noyaux gris centraux agissent comme un lieu d’apprentissage pour les mouvements acquis par la pratique, mais pas d’autres comportements de routine. D’autres chercheurs soutiennent qu’il joue un rôle dans tous les mouvements.
Pour faire la lumière sur ce mystère, les chercheurs ont examiné une partie particulière des noyaux gris centraux chez le rat – le striatum dorsolatéral (DLS), qui joue un rôle dans les comportements apprises.
L’équipe a étudié les rats au cours de deux activités différentes: l’exploration libre et une tâche apprise dans laquelle ils ont été formés pour appuyer deux fois sur un levier dans un intervalle de temps spécifique pour obtenir une récompense. Pour suivre leurs mouvements, l’équipe a utilisé un système de six caméras autour de l’enceinte et un système logiciel qui a classé les comportements.
Dans des études antérieures, l’équipe a supprimé le DLS de rats, qui n’a ensuite montré aucune différence dans l’exploration libre, démontrant qu’il n’a joué aucun rôle dans les comportements naturels tels que la marche ou le toilettage.
Mais les mêmes animaux ont été profondément altérés lors de la réalisation de tâches apprises, révélant que le DLS était essentiel pour les compétences nouvellement acquises.
“Il y a eu un changement massif, comme la nuit et le jour”, a déclaré Kiah Hardcastle, boursier postdoctoral au Ölveczky Lab et auteur principal de la nouvelle étude. “L’animal pourrait bien faire une tâche, effectuant un mouvement stéréotypé à plusieurs reprises, comme 30 000 fois. Ensuite, vous lésionz le DLS, et ils ne recommencent plus jamais ce mouvement.”
Dans la nouvelle étude, les enquêteurs ont cherché à comprendre l’activité neuronale au cours de ces comportements, implantant de minuscules électrodes dans le cerveau des rats et enregistrant le tir électrique des neurones alors qu’ils se livraient à une exploration libre et à la tâche apprise.
À leur grande surprise, ils ont découvert que les noyaux gris centraux utilisaient deux «codes cinématiques» distincts – ou des modèles d’activité électrique neuronale – pendant la tâche apprise et les mouvements naturels.
«C’est comme si les gris centraux« parlaient »différentes langues lorsque l’animal se comportait par rapport aux mouvements innés», a déclaré Ölveczky. «Les zones cérébrales en aval qui contrôlent le mouvement ne connaissent qu’une de ces langues – celle parlée lors des comportements appris.»
«C’est comme si les ganglions basaux« parlaient »différentes langues lorsque l’animal se comportait des mouvements apprises par rapport aux mouvements innés.»
Bence P. Ölveczky
Les chercheurs ont conclu dans l’article que les noyaux gris centraux basculaient «entre être un acteur essentiel et un simple observateur».
Hardcastle a émis l’hypothèse que les noyaux gris centraux peuvent être incapables de désactiver complètement la signalisation électrique lorsqu’il ne dirige pas le comportement, il se déplace donc vers un «code nul» inoffensif.
Ölveczky a déclaré que les résultats pourraient bien être informatifs sur les humains car les structures inférieures au cortex cérébral seraient restées largement conservées à travers le temps évolutif. Il pense que l’étude démontre que les noyaux gris centraux jouent un rôle essentiel dans les mouvements appris – mais pas nécessairement dans le contrôle moteur de routine.
Il pense également que les résultats offrent des indices sur ce qui peut mal tourner dans certains troubles du mouvement humain.
“Nos recherches suggèrent que la pathologie associée à la Parkinson peut être comprise comme les gangliens basés parlant de charabia, mais d’une manière très bruyante et énergique”, a déclaré Ölveczky. “Ainsi, il s’insère, d’une manière absurde, dans des comportements qu’il ne contrôlerait autrement.”
Le financement fédéral de la recherche a été fourni par les National Institutes of Health.
À ne pas manquer