Les neuroscientifiques du CSHL découvrent des neurones qui influencent la motivation

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Les neuroscientifiques du CSHL ont découvert un ensemble de cellules cérébrales qui influencent la motivation des souris à effectuer des tâches pour des récompenses. L’augmentation de l’activité des cellules fait travailler une souris plus dur ou plus vigoureusement. Les neurones sont dotés d’une fonction qui empêche la souris d’en faire trop et de devenir accro à la récompense. Les résultats révèlent de nouvelles stratégies thérapeutiques possibles pour traiter les maladies mentales comme la dépression qui altèrent la motivation.


Neurones-de-la-Souris-impliquées-dans-la-motivation-Universalis.jpgLe professeur Bo Li du laboratoire de Cold Spring Harbor a découvert un groupe de neurones dans le cerveau de la souris qui influencent la motivation. Ces cellules activent un gène appelé Fezf2 et sont connectées à et activent d’autres neurones, qui sont colorés en vert dans cette image d’un cerveau de souris. Crédit Image : © Laboratoire Li.

Une caractéristique de la dépression est le manque de motivation. Le professeur Bo Li du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), en collaboration avec le professeur adjoint du CSHL Z. Josh Huang, a découvert un groupe de neurones dans le cerveau de la souris qui influence la motivation de l’animal à effectuer des tâches en échange de récompenses. L’augmentation de l’activité de ces neurones permet à une souris de travailler plus rapidement ou plus vigoureusement, jusqu’à un certain point. Ces neurones ont une fonction qui empêche la souris de devenir accro à la récompense. Les résultats peuvent indiquer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les maladies mentales comme la dépression qui affectent la motivation chez les humains.

Méthode et résultats

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Le cortex insulaire antérieur (aIC) ou insula antérieure joue un rôle essentiel dans le contrôle cognitif et motivationnel du comportement, mais le mécanisme neural sous-jacent reste insaisissable. Un ensemble de neurones qui activent un gène appelé Fezf2 (neurones Fezf2) dans cette zone sont actifs lorsque les souris effectuent à la fois des tâches physiques et cognitives. Li et son laboratoire ont émis l’hypothèse que ces neurones n’affectent pas la capacité de la souris à effectuer la tâche; au contraire, les cellules du cerveau influencent la motivation de la souris.

Pour tester leur hypothèse, les souris ont été entraînées à lécher le bec d’une bouteille d’eau pour recevoir une petite récompense en sucre. Lorsque les chercheurs ont augmenté l’activité de ces neurones Fezf2, les souris léchaient plus vigoureusement. Si l’activité des neurones était réduite, les souris léchaient plus lentement. Les chercheurs ont vu un résultat similaire dans une autre expérience dans laquelle les souris ont couru sur une roue pour recevoir une récompense. Les souris couraient plus vite si les neurones Fezf2 étaient stimulés. Le même effet s’est produit avec d’autres tâches. Li et son équipe ont été surpris de découvrir une fonctionnalité qui empêche les souris de devenir accros aux tâches et à leurs récompenses. Lorsque les souris buvaient à satiété d’eau sucrée et étaient rassasiées, elles ne léchaient pas ou ne couraient pas plus vite pour obtenir plus de sucre, même si les chercheurs augmentaient l’activité des neurones Fezf2.

En résumé, Li et ses collaborateurs ont montré que les neurones du cortex insulaire antérieur exprimant Fezf2 (aICFezf2), qui sont des neurones du tractus pyramidal, signalent la vigueur de la motivation et dynamisent le comportement de recherche de besoin par le biais de projections vers le noyau du tractus solitaire (NTS). Les neurones aICFezf2 et leurs neurones postsynaptiques NTS acquièrent une activité d’anticipation par l’apprentissage, qui code la valeur perçue et la vigueur des actions pour répondre aux besoins homéostatiques. En conséquence, l’activité du circuit cortex insulaire antérieurnoyau du tractus solitaire contrôle la vigueur, l’effort et la libération de dopamine striatale, mais seulement si l’action est apprise et que le résultat est nécessaire. Notamment, les neurones aICFezf2 ne représentent pas le goût ou la valence. De plus, l’activité du circuit cortex insulaire antérieurnoyau du tractus solitaire n’entraîne pas de renforcement et n’influence pas la consommation totale.

Signification et perspectives

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Ces résultats mettent en évidence des fonctions spécifiques du circuit cortex insulaire antérieurnoyau du tractus solitaire pour contrôler de manière sélective la vigueur de la motivation et suggèrent que la motivation est subordonnée, en partie, à la régulation descendante de l’cortex insulaire antérieur de la signalisation de la dopamine. Trouver un moyen d’affiner l’équivalent humain de ces neurones pourrait aider les personnes aux prises avec la motivation en raison de maladies mentales comme la dépression. Li dit : “Nous voulons augmenter de manière sélective la motivation de la personne afin qu’elle puisse faire les choses qu’elle doit faire, mais nous ne voulons pas créer de drogues addictives”. Li et Huang ont publié leurs découvertes dans la revue Cell.

Voir la publication

Deng, H., et al., “A genetically defined insula-brainstem circuit for selective control of motivational vigor”, Cell, December 9, 2021. DOI: 10.1016/j.cell.2021.11.019

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