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Des chercheurs de l’ETH Zurich ont montré pour la première fois que la libération sélective du neurotransmetteur noradrénaline reconfigurait la communication entre des réseaux à grande échelle dans le cerveau. Leurs découvertes fournissent des informations sur les processus neuronaux rapides qui se produisent dans le cerveau lors de situations stressantes.

Le stress reconfigure les connexions du cerveau

Dans les moments de stress intenses, par exemple dans une situation d’une compétition sportive mettant la vie potentiellement en danger des participants, notre cerveau n’a qu’une fraction de seconde pour réagir. Il concentre l’attention sur les signaux environnementaux les plus importants afin de prendre des décisions vitales ou mortelles en quelques fractions de seconde. Pour ce faire, une communication efficace doit être rapidement établie entre différentes zones du cerveau en formant des réseaux dits fonctionnels.
La manière dont le cerveau guide ces processus rapides n’a pas encore été parfaitement définie. Deux équipes de recherche de l’ETH Zurich, dirigées par Johannes Bohacek et Nicole Wenderoth, ont uni leurs forces pour résoudre ce problème. Les tests sur des animaux ont permis aux chercheurs de prouver pour la première fois qu’une libération de noradrénaline était en soi suffisante pour connecter très rapidement diverses régions du cerveau.
Lors de ces tests, les scientifiques ont appliqué les dernières techniques génétiques pour stimuler un petit centre du cerveau de la souris: le locus cœruleus, qui fournit au cerveau la totalité de la noradrénaline à laquelle il a de besoin. Les chercheurs de l’ETH ont effectué une imagerie en temps réel (IRM) du cerveau des animaux anesthésiés tout en déclenchant la libération de noradrénaline par le locus cœruleus.

Des résultats surprenants

Les résultats ont été surprenants: la libération sélective de noradrénaline recâblait les schémas de la connectivité entre les différentes régions du cerveau d’une manière extrêmement similaire aux changements observés chez l’homme exposé à un stress aigu. Les réseaux qui traitent les stimuli sensoriels, tels que les centres visuel et auditif du cerveau, ont présenté la plus forte augmentation de leur activité. Une augmentation similaire de l’activité a été observée dans le réseau de l’amygdale, ce qui est associé à des états d’anxiété.
Valerio Zerbi, premier auteur de cette étude explique qu’il était stupéfait: « je ne pouvais pas croire que nous assistions à des effets aussi puissants. » En outre, les chercheurs ont pu démontrer que les régions du cerveau présentant une réponse particulièrement forte à la libération de noradrénaline, semblable à un stress, possèdent également un grand nombre de récepteurs spécifiques pour la détecter.
« Globalement, nos résultats montrent que les techniques d’imagerie modernes sur des modèles animaux peuvent révéler des corrélations qui nous permettent de comprendre les fonctions fondamentales du cerveau chez l’homme », a déclaré Bohacek.

Diagnostiquer des pathologiques

Les chercheurs espèrent pouvoir utiliser des analyses similaires en clinique pour diagnostiquer l’hyperactivité du système de la noradrénaline, associée à l’anxiété et aux troubles paniques.
Cette recherche a été publiée dans Neuron.
Source : ETH Zurich
Crédit photo : Pixabay