Découverte par les neuroscientifiques d’un nouveau groupe de cellules cérébrales manquant au puzzle.

Par l’Université de Copenhague – Faculté des sciences de la santé et médicales 17 Février 2024

Illustration du neurone

Une nouvelle étude révèle qu’un groupe clé de neurones est responsable du contrôle des mouvements gauche-droite, offrant des informations qui pourraient bénéficier au traitement de la maladie de Parkinson. Cette découverte met en lumière l’interaction complexe entre le tronc cérébral et le ganglion de la base dans le contrôle du mouvement.

Des scientifiques ont identifié un groupe de neurones cérébraux chez les souris qui facilitent leur capacité à tourner à droite ou à gauche. Cette découverte pourrait potentiellement être appliquée dans les futurs traitements de la maladie de Parkinson.

Avez-vous déjà pensé à ce qui se passe dans le cerveau lorsque nous bougeons vers la droite ou vers la gauche? La plupart des gens ne se posent pas la question; ils effectuent simplement ces mouvements automatiquement. Cependant, cette action en apparence simple est gouvernée par un processus complexe.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont découvert le maillon manquant dans le réseau nerveux complexe nécessaire pour les virages gauche-droite. La découverte a été faite par une équipe de recherche composée du professeur adjoint Jared Cregg, du professeur Ole Kiehn et de leurs collègues du Département des neurosciences de l’Université de Copenhague.

En 2020, Ole Kiehn, Jared Cregg et leurs collègues ont identifié le « volant directeur du cerveau » – un réseau de neurones dans la partie inférieure du tronc cérébral qui commande les mouvements droit et gauche lors de la marche. À l’époque, il n’était cependant pas clair pour eux comment ce circuit droite-gauche était contrôlé par d’autres parties du cerveau, telles que le ganglion de la base.

La connexion avec le ganglion de la base

«Nous avons maintenant découvert un nouveau groupe de neurones dans le tronc cérébral qui reçoit directement des informations du ganglion de la base et contrôle le circuit droite-gauche», explique Ole Kiehn.

À terme, cette découverte pourrait aider les personnes souffrant de la maladie de Parkinson. L’étude a été publiée dans le prestigieux journal scientifique Nature Neuroscience.

Le ganglion de la base est situé au plus profond du cerveau. Depuis de nombreuses années, on sait qu’il joue un rôle clé dans le contrôle des mouvements volontaires.

Il y a des années, les scientifiques ont appris qu’en stimulant le ganglion de la base, on peut affecter les mouvements de la main droite et de la main gauche chez les souris. Ils ne savaient tout simplement pas comment.

«Lorsque vous marchez, vous raccourcirez la longueur du pas de la jambe droite avant de tourner à droite et de la jambe gauche avant de tourner à gauche. Le nouveau réseau de neurones découvert se trouve dans une partie du tronc cérébral appelée PnO. Ce sont eux qui reçoivent des signaux du ganglion de la base et ajustent la longueur du pas lorsque nous tournons, et qui déterminent ainsi si nous nous déplaçons vers la droite ou la gauche», explique Jared Cregg.

L’étude fournit donc une clé pour comprendre comment ces mouvements absolument essentiels sont produits par le cerveau.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont étudié le cerveau des souris, car leur tronc cérébral ressemble étroitement à celui du cerveau humain. Par conséquent, les chercheurs s’attendent à trouver un circuit droite-gauche similaire dans le cerveau humain.

Les personnes atteintes de la maladie de Parkinson ont des difficultés à faire des virages à droite et à gauche.

La maladie de Parkinson est causée par un manque de dopamine dans le cerveau. Cela affecte le ganglion de la base, et les chercheurs responsables de la nouvelle étude estiment que cela entraîne l’incapacité à activer le circuit droite-gauche du tronc cérébral.

Et cela a du sens lorsque l’on regarde les symptômes vécus par les personnes atteintes de Parkinson à un stade avancé de la maladie – elles ont souvent des difficultés à tourner en marchant.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont étudié cela chez des souris présentant des symptômes ressemblant à ceux des personnes atteintes de la maladie de Parkinson. Ils ont créé le modèle de Parkinson, en enlevant la dopamine du cerveau des souris et en leur donnant ainsi des symptômes moteurs similaires à ceux des personnes souffrant de la maladie de Parkinson.

«Ces souris avaient des difficultés à tourner, mais en stimulant les neurones PnO, nous avons pu soulager ces difficultés de tournage», déclare Jared Cregg.

En utilisant la stimulation cérébrale profonde, les scientifiques pourront éventuellement développer une stimulation similaire pour les humains. Actuellement, cependant, ils sont incapables de stimuler de manière aussi précise les cellules cérébrales humaines que dans les modèles de souris, où ils ont utilisé des techniques optogénétiques avancées.

«Les neurones dans le tronc cérébral sont un désordre, et la stimulation électrique, qui est le type de stimulation utilisé dans la stimulation cérébrale profonde humaine, ne peut pas distinguer les cellules les unes des autres. Cependant, notre connaissance du cerveau ne cesse de croître, et éventuellement, nous pourrons commencer à envisager une stimulation cérébrale profonde ciblée chez l’homme», conclut Ole Kiehn.

Référence: “Circuit de la moelle épinière du ganglion de la base commandant la locomotion asymétrique chez les souris” de Jared M. Cregg, Simrandeep K. Sidhu, Roberto Leiras et Ole Kiehn, 12 Février 2024, Nature Neuroscience.
DOI: 10.1038/s41593-024-01569-8