Des chercheurs identifient un neurotransmetteur qui aide à attribuer des émotions positives ou négatives à un souvenir

“Nous avons essentiellement maîtrisé le processus biologique fondamental de la façon dont vous pouvez vous souvenir si quelque chose est bon ou mauvais”, déclare l’auteur principal Kay Tye, professeur au laboratoire de neurobiologie des systèmes de Salk et chercheur à l’Institut médical Howard Hughes. “C’est quelque chose qui est au cœur de notre expérience de la vie, et l’idée que cela peut se résumer à une seule molécule est incroyablement excitante.”

Pour qu’un humain ou un animal apprenne s’il doit éviter ou rechercher à nouveau une expérience particulière dans le futur, son cerveau doit associer un sentiment positif ou négatif, ou “valence”, à ce stimulus. La capacité du cerveau à lier ces sentiments à un souvenir est appelée « affectation de valence ».

En 2016, Tye a découvert qu’un groupe de neurones dans l’amygdale basolatérale (BLA) du cerveau aide à attribuer la valence lorsque les souris apprennent. Un ensemble de neurones BLA a été activé avec une valence positive, car les animaux ont appris à associer un ton à un goût sucré. Un ensemble séparé de neurones BLA a été activé avec une valence négative, car les animaux ont appris à associer un ton différent à un goût amer.

“Nous avons trouvé ces deux voies – analogues aux voies ferrées – qui conduisaient à une valence positive et négative, mais nous ne savions toujours pas quel signal agissait en tant qu’opérateur d’aiguillage pour indiquer quelle voie devait être utilisée à un moment donné, ” déclare Tye, titulaire de la Wylie Vale Chair.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur l’importance de la molécule de signalisation neurotensine pour ces neurones BLA. Ils savaient déjà que la neurotensine est un neuropeptide produit par les cellules associées au traitement de la valence, mais il en va de même pour quelques autres neurotransmetteurs. Ainsi, ils ont utilisé des approches d’édition de gènes CRISPR pour éliminer sélectivement le gène de la neurotensine des cellules – la première fois que CRISPR a été utilisé pour isoler une fonction spécifique de neurotransmetteur.

Sans signalisation de la neurotensine dans le BLA, les souris ne pouvaient plus attribuer de valence positive et n’apprenaient pas à associer le premier ton à un stimulus positif. Fait intéressant, l’absence de neurotensine n’a pas bloqué la valence négative. Au lieu de cela, les animaux sont devenus encore meilleurs à la valence négative, ayant une association plus forte entre le deuxième ton et un stimulus négatif.

Les résultats suggèrent que l’état par défaut du cerveau est d’avoir un biais vers la peur – les neurones associés à la valence négative sont activés jusqu’à ce que la neurotensine soit libérée, activant les neurones associés à la valence positive. D’un point de vue évolutif, dit Tye, cela a du sens car cela aide les gens à éviter les situations potentiellement dangereuses – et cela résonne probablement chez les personnes qui ont tendance à trouver le pire dans une situation.

Dans d’autres expériences, Tye et son équipe ont montré que des niveaux élevés de neurotensine favorisaient l’apprentissage de la récompense et atténuaient la valence négative, soutenant davantage l’idée que la neurotensine est responsable de la valence positive.

“Nous pouvons en fait manipuler cet interrupteur pour activer l’apprentissage positif ou négatif”, déclare le co-premier auteur Hao Li, boursier postdoctoral au Tye Lab. “En fin de compte, nous aimerions essayer d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour cette voie.”

Les chercheurs se demandent encore si les niveaux de neurotensine peuvent être modulés dans le cerveau des gens pour traiter l’anxiété ou le SSPT. Ils prévoient également de futures études pour sonder quelles autres voies cérébrales et molécules sont responsables du déclenchement de la libération de neurotensine.

Les autres auteurs de l’article étaient Matilde Borio, Mackenzie Lemieux, Austin Coley, Avraham Libster, Aneesh Bal, Caroline Jia, Jasmin Revanna, Kanha Batra, Kyle Fischer, Laurel Keyes, Nancy Padilla-Coreano et Romy Wichmann de Salk ; Praneeth Namburi, Jacob Olson, Anna Beyeler, Gwendolyn Calhoon, Natsuko Hitora-Imamura, Ada Felix-Ortiz, Verónica de la Fuente, Vanessa Barth, Hunter King, Ehsan Izadmehr, Cody Siciliano et Ila Fiete du MIT ; Xin Jin, Sourav Choudhury, Xi Shi et Feng Zhang du Broad Institute du MIT et de Harvard ; Huan Wang et Yulong Li de l’Université de Pékin ; et Kenneth McCullough et Kerry Ressler de la Harvard Medical School.

Le travail a été soutenu par la Fondation JPB, PIIF, PNDRF, JFDP, Alfred P. Sloan Foundation, New York Stem Cell Foundation, Klingenstein Foundation, McKnight Foundation, Clayton Foundation, National Institutes of Health (R01-MH102441, RF1-AG047661, DP2 -DK102256, DP1-AT009925, F32 MH115446-01 et K99 DA055111), la Brain and Behavior Research Foundation, MEXT (15K21744, 17H06043), la Uehara Memorial Foundation, les bourses Singleton, Leventhal et Whitaker, une bourse du Fonds national suisse de la recherche scientifique et une bourse Fulbright.