La pandémie de COVID-19 a laissé beaucoup de personnes seules chez elles. Un manque de contact physique – s’embrasser, se tenir la main, se blottir – peut laisser les gens se sentir isolés et sans source de joie dans leur vie. Cela peut même entraîner de l’anxiété, de la dépression, du stress chronique et exacerber les symptômes de l’autisme (1). Cependant, la façon dont la force mécanique transmise à travers la peau, comme sous la forme d’un câlin, se traduit en action neuronale dans le cerveau d’un mammifère n’a jamais été comprise.
Un groupe de scientifiques dirigé par Ishmail Abdus-Saboor de l’Université de Columbia vient d’identifier les neurones de la peau qui réagissent à des touches douces en déclenchant une cascade neurochimique qui se termine dans le centre de récompense du cerveau. Publié dans la revue Cellule, les travaux s’articulent autour d’une lignée de neurones appelée Mrgprb4, qui sont des cellules sensorielles nommées d’après un récepteur membranaire (2).
L’équipe savait que ces cellules pouvaient être activées par le toucher, mais personne ne savait quel rôle elles jouaient dans le comportement d’un animal (3). “[Previous work] avait essentiellement montré que ces cellules étaient activées par des coups de pinceau, mais personne ne les avait vraiment suivies pendant des années », a déclaré la neurobiologiste et co-auteure Leah Elias. “Il n’y avait aucun rôle pour ces neurones dans les comportements naturels à l’époque.”
Pour découvrir quelle fonction jouent les neurones Mrgprb4 dans le comportement animal, Elias et Abdus-Saboor ont conçu les cellules Mrgprb4 pour qu’elles s’activent en réponse à la lumière. Les cellules Mrgprb4 vivent dans la peau velue, ils ont donc réalisé l’expérience en éclairant le dos des souris là où se trouvent le plus de poils.
Les neurones Mrgprb4 (verts) dans la peau velue d’une souris sont responsables de la transmission de signaux tactiles gratifiants au cerveau.
Crédit : Laboratoire Abdus-Saboor/Institut Zuckerman
Le résultat a été dramatique. Lorsqu’elles ont activé les neurones avec des éclats répétés de lumière bleue, les souris ont immédiatement adopté une position sexuellement réceptive. Les souris témoins qui n’avaient pas les neurones modifiés n’ont pas du tout réagi à la lumière. Les souris avec des neurones modifiés sont également retournées à plusieurs reprises dans la chambre à lumière, apparemment à la recherche d’une stimulation supplémentaire. D’autres expériences ont montré que la stimulation des neurones Mrgprb4 entraînait la libération de dopamine dans le noyau accumbens et la zone tegmentale ventrale, centres de récompense du cerveau.
“Ce qui nous a manqué sur le terrain, c’est la preuve que le toucher peut effectivement avoir cet effet sur le comportement social dont nous parlons”, a déclaré Amaury François, neurobiologiste au CNRS qui n’a pas participé aux travaux. ” La dopamine ne signifie pas nécessairement plaisir, cela signifie récompense, mais échapper à quelque chose de dangereux est aussi gratifiant, cela ne signifie pas que c’est réellement agréable.
Avec l’aide de collaborateurs de l’Université Rutgers utilisant une technique appelée photométrie des fibres, les chercheurs ont ensuite tracé le chemin des neurones Mrgprb4 dans la peau jusqu’au cerveau, neurone par neurone. Selon Elias, cela a confirmé qu’une simple activation d’un ensemble périphérique de neurones suffisait à mettre en mouvement un circuit de récompense. Selon les auteurs, l’identification à la fois de ce circuit et des exigences pour l’activer pourrait indiquer des thérapies potentielles, comme l’amélioration ou la réparation des systèmes de récompense sociale neurologiques qui ne fonctionnent pas correctement. Un travail comme celui-ci pourrait s’appliquer dans des conditions aussi éloignées que les troubles du spectre autistique, le dysfonctionnement sexuel ou les cas d’isolement social, comme les travailleurs en quart de nuit.
Alors que les neurones Mrgprb4 n’existent pas chez l’homme, les neurones et les circuits homologues existent, parmi lesquels une classe de neurones appelés afférences C-tactiles (4). D’autres neurones avec des protéines membranaires de la famille de Mrgprb4 s’activent également dans les circuits de la douleur et des démangeaisons.
“Je donne toujours l’exemple de la couverture lestée”, a déclaré Elias. « Vous avez juste une activation périphérique. Vous n’avez pas besoin d’un contexte social, mais vous imitez certains des avantages thérapeutiques d’un câlin. Les couvertures lestées peuvent réduire l’anxiété. Ils imitent la sensation de pression.
Les références
- Lee Masson, H., Op de Beeck, H. & Boets, B. Réduction de la modulation dépendante de la tâche de l’architecture de réseau fonctionnel pour le traitement tactile affectif positif ou négatif dans les troubles du spectre autistique. NeuroImage 219, 117009 (2020).
- Elias, LJ et coll. Neurones tactiles sous-jacents au toucher agréable dopaminergique et à la réceptivité sexuelle. Cellule S009286742201577X (2023). doi:10.1016/j.cell.2022.12.034
- Vrontou, S., Wong, AM, Rau, KK, Koerber, HR & Anderson, DJ Identification génétique des fibres C qui détectent les caresses de type massage de la peau poilue in vivo. Nature 493, 669–673 (2013).
- Pawling, R., Cannon, PR, McGlone, FP & Walker, SC Le toucher stimulant afférent C-tactile a une valeur affective positive. PLoS ONE 12, e0173457 (2017).
