Nouveaux savoirs sur le fonctionnement de notre cerveau

_{Actualité du 14.08.2018}

L'Unité de recherche sur la dépression du Centre de neurosciences psychiatriques du Département de psychiatrie du CHUV identifie comment le cerveau ajoute des neurones à la demande et répond ainsi à des besoins accrus lors d'activité intense.

L’Unité de recherche sur la dépression du Centre de neurosciences psychiatriques du Département de psychiatrie du CHUV (Prof. Nicolas Toni) travaille depuis de nombreuses années sur des cellules souches neuronales, présentes dans le cerveau des mammifères, qui produisent continuellement de nouveaux neurones dans l’hippocampe - structure cruciale pour la mémoire et la dépression. Ce processus, nommé la neurogenèse adulte, représente ainsi la forme la plus drastique de plasticité cérébrale, qui est cruciale pour l’adaptabilité et les capacités d’apprentissage de notre cerveau.

Depuis longtemps, nous savons que la neurogenèse adulte est régulée par l’activité neuronale, mais les mécanismes précis de cette régulation sont encore flous. L’article publié en juillet 2018 dans la revue scientifique Neuron (1) présente une avancée importante dans ce domaine.

En 2016 déjà, l’Unité de recherche sur la dépression du Centre de Neurosciences Psychiatriques a observé que les cellules souches neuronales adultes établissaient des contacts très étroits avec des neurones. Le groupe a notamment découvert que les cellules souches ont de fins filaments qui enrobent des centaines de synapses - sites de contact par lesquels les neurones communiquent entre eux (2). Cependant, le rôle de ces filaments était resté inconnu.

Le même groupe a ensuite découvert, sur ces filaments, la présence de récepteurs au neurotransmetteur principal du cerveau, le glutamate. En collaboration avec l’Université de Caroline du Nord (Prof. Juan Song), ils ont observé qu’un duo de neurones spécialisés de l’hippocampe exerce des effets opposés sur la prolifération de la cellule souche neuronale. En effet, des neurones dits moussus stimulent directement la prolifération des cellules souches en activant leurs récepteurs judicieusement positionnés. Cependant, les mêmes neurones activent des neurones parvalbumine qui, eux, inhibent la prolifération des cellules souches. Si bien que, lorsque les neurones moussus sont stimulés de manière modérée, les cellules souches cessent de proliférer, alors qu’une stimulation plus forte, comme celle qui a lieu lorsqu’un animal est en train de découvrir un nouvel environnement, induit leur prolifération.

L’article, publié en juillet 2018, présente que cette régulation fine de la neurogenèse par l’activité de neurones de l’hippocampe pourrait permettre au cerveau d’ajouter des neurones à la demande et de répondre ainsi à des besoins accrus lors d’activité intense. Ce mécanisme pourrait également expliquer qu’une baisse d’activité, liée par exemple à la maladie d’Alzheimer ou à la dépression, induise une baisse de la neurogenèse et contribue à la réduction de taille de l’hippocampe.

Références

(1) Lien vers l’article : Mossy Cells Control Adult Neural Stem Cell Quiescence and Maintenance through a Dynamic Balance between Direct and Indirect Pathways.
Yeh CY, Asrican B, Moss J, Quintanilla LJ, He T, Mao X, Cassé F, Gebara E, Bao H, Lu W, Toni N, Song J.
Neuron. 2018 Jul 21. pii: S0896-6273(18)30584-1. doi: 10.1016/j.neuron.2018.07.010. [Epub ahead of print]

(2) Moss J., Gebara E., Bushong EA., Sanchez-Pascual I., O’Laoi R., El M’Ghari I., Kocher-Braissant J., Ellisman MH, Toni N. “Fine processes of Nestin-GFP positive radial glia-like stem cells in the adult dentate gyrus ensheathe local synapses and vasculature.” PNAS, 2016 May 3 113(18).

Contact

Prof. Nicolas Toni, nicolas.toni@chuv.ch, 021 314 39 16