Comment un «stimulateur cardiaque» du cerveau pourrait-il atténuer les traits de l'autisme?
par Andre Fenton / 4 septembre 2018
André Fenton , Professeur , Université de New York
La capacité des scientifiques à manipuler les gènes a engendré de nouveaux traitements pour le cancer et d'autres maladies. Mais il a également suscité une obsession de comprendre le corps humain dans ses composantes les plus fondamentales. Cette focalisation granulaire sur les molécules peut parfois nous empêcher d’avoir une vue d’ensemble et des solutions pratiques.
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La recherche sur l'autisme est souvent menée chez des souris possédant une mutation associée au syndrome du X fragile - la cause du gène unique la plus courante de l'autisme et de la déficience intellectuelle. La mutation nuit à la production d'une protéine spécifique présente dans les synapses, ce qui suggère que les neurones eux-mêmes pourraient également être dysfonctionnels.
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Mes collègues et moi-même voulions avoir un aperçu de ce qui se passe dans le cerveau des animaux alors qu'ils sont vivants et tentent de résoudre les problèmes quotidiens.
Pour ce faire, nous avons utilisé une approche systémique et des outils qui n'avaient jamais été utilisés auparavant dans l'étude de l'autisme: de minuscules électrodes multibranches implantées dans le cerveau d'une souris pour enregistrer l'activité électrique de dizaines de neurones.
Les souris qui présentent des caractéristiques ressemblant à l'autisme ont du mal à ajuster leur comportement pour s'adapter à des circonstances changeantes. Ce trait, connu sous le nom de rigidité cognitivo-comportementale, est également une caractéristique clé des personnes atteintes du syndrome de l'X fragile .
Pour observer les événements dans le cerveau durant ces moments, nous avons testé des souris X fragiles dans une tâche complexe qui nécessite de la flexibilité. Au fur et à mesure que les animaux s’occupaient de la tâche, nous avons surveillé des neurones spécifiques appelés «cellules placées» dans l’hippocampe - la région du cerveau qui coordonne la mémoire et l’apprentissage - qui les aident à suivre leur progression 3 .
Les souris mutantes ont appris à effectuer cette tâche aussi rapidement que les contrôles, mais lorsque nous avons modifié les détails de la tâche, les mutants ont eu du mal à les ajuster. (...)
Nous avons découvert comment distinguer les modes d'oscillation qui signalent que l'hippocampe est en mode d'apprentissage et ceux qui signalent l'acte de se souvenir. Et nous avons vu que lorsque les souris avec la mutation liée au fragile-X avaient du mal à apprendre de nouvelles informations, leur circuit hippocampique était bloqué en mode souvenir: il rapportait ce que les animaux mutants avaient appris précédemment, au lieu des informations disponibles et nécessaire d'apprendre .
Cette «inflexibilité de représentation», observée pour la première fois dans un modèle de souris autiste, est probablement due à une activité mal coordonnée au sein des grandes populations de synapses qui génèrent des oscillations électriques et activent des neurones. (...)
Plutôt que d'essayer de réparer le dysfonctionnement moléculaire causé par des mutations - une tâche que les scientifiques n'ont encore jamais accomplie - nous pourrions simplement nous concentrer sur les neurones défectueux, mais peut-être assez bons, pour mieux collaborer.
Une analogie est le stimulateur cardiaque. Un cœur qui ne bat pas correctement contient souvent des cellules endommagées ou défectueuses. Les scientifiques pourraient sans doute essayer de réparer les cellules, mais la complexité de la biologie cellulaire rend cette tâche extrêmement difficile. Au lieu de cela, les chercheurs ont adopté une approche d'ingénierie qui fonctionne extrêmement bien: un stimulateur cardiaque surveille le rythme cardiaque d'une personne, délivrant un stimulus électrique lorsque le cœur ralentit ou saute parce que les cellules cardiaques électriquement actives n'ont pas réussi à se coordonner. Les cellules du cœur n'ont pas besoin d'être en parfait état. Tant qu'elles travaillent ensemble, le cœur fonctionnera.
Il est concevable que des impulsions électriques douces appliquées au cerveau puissent également aligner des signaux neuronaux errants, peut-être en collaboration avec des médicaments pour soutenir les mécanismes de coordination des activités du cerveau. Ces impulsions peuvent être délivrées directement au cerveau, comme c'est le cas avec une stimulation cérébrale profonde ou, moins invasive, à partir d'une coiffe posée sur le cuir chevelu, voire la nuit pendant que la personne dort.
Les impulsions électriques appliquées, un domaine émergent connu sous le nom de «neuromodulation», pourraient aider à coordonner l'activité cérébrale des personnes atteintes d'autisme et atténuer des caractéristiques telles que la rigidité comportementale.
Plusieurs de ces techniques - la stimulation magnétique transcrânienne , la stimulation nerveuse électrique transcutanée et la stimulation transcrânienne par courant continu - sont déjà utilisées pour traiter la dépression, la douleur et d'autres conditions, avec un succès variable.
Il est trop tôt pour la neuromodulation, mais ces procédures peu invasives peuvent être adaptées aux personnes autistes, leur permettant de prendre de nouvelles informations et de s'adapter à l'évolution de la situation.
André Fenton est professeur de sciences neurales au Centre for Neural Science de l'Université de New York.
https://www.spectrumnews.org/opinion/vi ... sm-traits/
