Cerveau d'adolescent sur l'alcool Changements à la fin de l'âge adulte
27 avril 2015
Selon une équipe de chercheurs de Duke Medicine qui a utilisé un modèle de rongeur comme substitut pour l'homme, une exposition répétée à l'alcool à l'adolescence entraîne des modifications durables de la région du cerveau qui contrôle l'apprentissage et la mémoire.
L'étude, publiée en avril 27 dans la revue Alcoolisme: recherche clinique et expérimentale, fournit de nouvelles informations au niveau cellulaire sur la manière dont exposition à l'alcool à l'adolescence, avant la cerveau pleinement développé, peut entraîner des anomalies cellulaires et synaptiques ayant des effets négatifs persistants sur le comportement.
«Aux yeux de la loi, une fois que les gens atteignent l'âge de 18 ans, ils sont considérés comme des adultes, mais le cerveau continue de mûrir et de se raffiner jusqu'au milieu des années 20», a déclaré l'auteure principale Mary-Louise Risher, Ph.D ., chercheur post-doctoral au Département de Duke de Psychiatrie et des Sciences du Comportement. «Il est important que les jeunes sachent que lorsqu'ils boivent beaucoup pendant cette période de développement, des changements peuvent se produire et avoir un impact durable sur la mémoire et d'autres fonctions cognitives.
Risher et ses collègues, dont l'auteur principal Scott Swartzwelder, Ph.D., professeur de psychiatrie et de sciences du comportement chez Duke et chercheur principal en carrière de chercheur au Durham VA Medical Center, exposaient périodiquement les jeunes rongeurs à un niveau de alcool à l'adolescence qui, chez l'homme, entraînerait une déficience, mais pas une sédation. Par la suite, ces animaux n'ont plus été exposés à l'alcool et ont atteint l'âge adulte - ce qui s'est produit chez les rats dans les 24 à 29 jours.
Des études antérieures menées par l'équipe de Duke et d'autres ont montré que les animaux adolescents exposés à l'alcool deviennent des adultes beaucoup moins aptes aux tâches de mémoire que les animaux normaux, même sans exposition supplémentaire à l'alcool.
Ce que l'on ignore, c'est comment ces déficiences se manifestent au niveau cellulaire dans la région du cerveau appelée hippocampe, où la mémoire et l'apprentissage sont contrôlés.
En utilisant de petits stimuli électriques appliqués à l'hippocampe, l'équipe de Duke a mesuré un mécanisme cellulaire appelé potentialisation à long terme, ou PLT, qui renforce les synapses du cerveau lorsqu'elles sont utilisées pour apprendre de nouvelles tâches ou créer des souvenirs.
L'apprentissage se produit mieux lorsque cette activité synaptique est suffisamment vigoureuse pour générer de fortes transmissions de signaux entre neurones. Le LTP est le plus élevé chez les jeunes et un apprentissage efficace est essentiel pour que les adolescents puissent acquérir de grandes quantités de mémoire au cours de la transition vers l'âge adulte.
Les chercheurs s’attendaient à trouver une perte à long terme anormalement diminuée chez les rats adultes exposés à l’alcool pendant leur adolescence. Étonnamment, cependant, la PLT était en réalité hyperactive chez ces animaux par rapport aux rongeurs non exposés.
«À première vue, on pourrait penser que les animaux seraient plus intelligents», a déclaré Swartzwelder. «Mais c'est le contraire de ce que nous avons trouvé. Et cela a du sens, car si vous produisez trop de LTP dans l'un de ces circuits, il y a une période de temps où vous ne pouvez plus produire. Le circuit est saturé et l'animal arrête d'apprendre. Pour apprendre à être efficace, votre cerveau a besoin d'un équilibre délicat entre excitation et inhibition - trop dans les deux sens et les circuits ne fonctionnent pas de manière optimale.
Fait important, l’anomalie de la PLT s’est accompagnée d’un changement structurel des cellules nerveuses individuelles identifié par Swartzwelder, Risher et ses collègues. Les minuscules saillies des branches des cellules, appelées épines dendritiques, avaient paru maigres et maigres, suggérant une immaturité. Les épines matures sont plus courtes et ressemblent un peu aux champignons, ce qui affine la communication de cellule à cellule.
«Quelque chose se passe pendant l'exposition à l'alcool chez les adolescents qui change la façon dont l'hippocampe et d'autres régions du cerveau fonctionnent et l'apparence réelle des cellules - la LTP et les épines dendritiques ont une apparence immature à l'âge adulte», a déclaré Swartzwelder.
Risher a déclaré que cette qualité immature des cellules cérébrales pourrait être associée à une immaturité comportementale. Outre les modifications de la colonne vertébrale dans l'hippocampe, qui affectent l'apprentissage, des collègues du groupe Duke ont montré des modifications structurelles dans d'autres régions du cerveau qui contrôlent l'impulsivité et l'émotivité.
«Il est tout à fait possible que l'alcool perturbe le processus de maturation, ce qui peut affecter ces fonctions cognitives plus tard», dit-elle. «C'est quelque chose que nous sommes impatients d'explorer dans les études en cours.»
Les chercheurs ont déclaré que des études supplémentaires seraient axées sur les effets cognitifs à long terme de l'alcool sur le cerveau, ainsi que sur des modifications cellulaires supplémentaires.
Explorer plus loin: La consommation d'alcool chez les adolescents influe sur le comportement des adultes par le biais de modifications génétiques durables
Référence du journal: Alcoolisme: recherche clinique et expérimentale
Fourni par Duke University Medical Center
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