La source: Université du Wyoming
Le noyau accumbens dans le cerveau joue un rôle central dans le circuit risque-récompense. Leur fonctionnement repose principalement sur trois neurotransmetteurs essentiels: la dopamine, qui favorise le désir; la sérotonine, dont les effets comprennent la satiété et l'inhibition; et le glutamate, qui entraîne des comportements et des réponses axés sur les objectifs à des signaux et des contextes associés à la récompense.
Dans une étude utilisant des souris génétiquement modifiées, un membre du corps professoral de l'Université du Wyoming a découvert que les ensembles de nucleus accumbens recrutés par la consommation de cocaïne sont largement distincts des ensembles de nucleus accumbens recrutés par le saccharose, ou sucre de table. Parce qu'ils sont séparés, cela pose la possibilité que la consommation de drogues puisse être abordée sans affecter la recherche de récompense biologiquement adaptative.
«Nous avons établi que, dans le noyau accumbens, une région cérébrale clé du traitement des récompenses, les ensembles neuronaux - un réseau clairsemé de neurones activés simultanément - sont spécifiques de la récompense, et les ensembles de saccharose et de cocaïne sont pour la plupart non superposés», explique Ana Clara Bobadilla professeur adjoint à l'UW à la School of Pharmacy et au programme de formation médicale de la WWAMI (Washington, Wyoming, Alaska, Montana et Idaho).
Bobadilla est l'auteur principal d'un article intitulé «Les récompenses de cocaïne et de saccharose recrutent différents ensembles de recherche dans le noyau d'Accumbens», qui a été publié dans le numéro du 28 septembre de Molecular Psychiatry. La revue publie des travaux visant à élucider les mécanismes biologiques sous-jacents aux troubles psychiatriques et à leur traitement. L'accent est mis sur les études à l'interface de la recherche préclinique et clinique, y compris les études aux niveaux cellulaire, moléculaire, intégratif, clinique, d'imagerie et de psychopharmacologie.
Bobadilla a mené la recherche tout en complétant son travail postdoctoral à la Medical University of South Carolina. Le projet a débuté à la mi-2017. Un contributeur à l'étude travaille actuellement au Campus médical de l'Université du Colorado Anschutz.
Actuellement, le processus de recrutement au sein de chaque ensemble de récompenses est inconnu, dit-elle. Cependant, à l'aide d'outils de biologie moléculaire, Bobadilla a pu identifier quel type de cellules a été recruté à la fois dans l'ensemble cocaïne et saccharose.
Ces cellules sont connues sous le nom de neurones de projection GABAergiques, également appelés neurones épineux moyens. Ils représentent 90 à 95% de la population neuronale avec le noyau accumbens. Ces neurones épineux moyens expriment le récepteur de la dopamine D1 ou D2.
L'étude a déterminé que les ensembles de saccharose et de cocaïne recrutaient principalement des récepteurs D1 exprimant des neurones épineux moyens. Ces résultats sont conformes à la compréhension générale sur le terrain selon laquelle l'activation de la voie D1 favorise la recherche de récompense, tandis que l'activation de la voie D2 peut conduire à l'aversion ou à une recherche réduite, dit Bobadilla.
L'étude a déterminé que les ensembles de saccharose et de cocaïne recrutaient principalement des récepteurs D1 exprimant des neurones épineux moyens. L'image est dans le domaine public
«Chez l'homme, les médicaments sont rarement utilisés dans le vide. La plupart d'entre nous ont des vies complexes, y compris de nombreuses sources de récompenses non médicamenteuses, telles que la nourriture, l'eau, les interactions sociales ou le sexe », explique Bobadilla. «Tout comme les drogues, ces récompenses déterminent et influencent constamment notre comportement. Le modèle double cocaïne et saccharose utilisé dans cette étude nous permet de caractériser l'ensemble spécifique à la cocaïne après que les souris aient éprouvé du saccharose, un autre type de récompense concurrente.
«C'est un modèle plus complexe, mais plus proche de ce qui se passe chez les personnes souffrant de troubles liés à l'usage de substances, qui combattent quotidiennement des récompenses concurrentes», ajoute-t-elle.
Bobadilla se concentre désormais sur la question de savoir comment les cellules sont recrutées dans les ensembles. De plus, elle vise à aborder une autre question fondamentale dans la recherche sur la toxicomanie: si les mêmes mécanismes spécifiques au réseau sous-tendent la recherche de toutes les récompenses liées à la drogue.
«Toutes les drogues abusives ont une forte probabilité de rechute», dit-elle. «Cependant, chaque classe de drogues addictives présente une pharmacologie aiguë et une plasticité synaptique différentes. Nous recherchons actuellement si les propriétés spécifiques des récompenses des ensembles peuvent expliquer ces différences. »
Financement: L'étude a été financée, en partie, par le mentor postdoctoral de Bobadilla, Peter Kalivas, professeur et président de neurosciences à l'Université de médecine de Caroline du Sud, et par un National Institutes of Health Pathway to Independence Award Bobadilla obtenu au début de 2019.
À propos de cette actualité de recherche en neurosciences
Identifier: Université du Wyoming
Contact : Ana Clara Bobadilla - Université du Wyoming
Image: L'image est dans le domaine public
Recherche originale: Accès fermé.
"Les récompenses de cocaïne et de saccharose recrutent différents ensembles de recherche dans le noyau du noyau accumbens»Par Ana-Clara Bobadilla, Eric Dereschewitz, Lucio Vaccaro, Jasper A. Heinsbroek, Michael D. Scofield et Peter W. Kalivas. Molecular Psychiatry
Abstract
Les récompenses de cocaïne et de saccharose recrutent différents ensembles de recherche dans le noyau du noyau accumbens
La recherche de récompenses mal réglementée est une caractéristique centrale des troubles liés à l'usage de substances. Des recherches récentes montrent que des expériences enrichissantes liées aux médicaments induisent une activation synchrone d'un nombre discret de neurones dans le noyau accumbens qui sont liés de manière causale à des contextes liés à la récompense. Ici, nous caractérisons de manière exhaustive l'ensemble spécifique de neurones construits par l'expérience et liés à la recherche d'un comportement. Nous abordons également la question de savoir si les drogues addictives usurpent ou non les réseaux neuronaux recrutés par les récompenses naturelles en évaluant les ensembles associés à la cocaïne et au saccharose chez la même souris. Nous avons utilisé FosCreERT2 / +/ Souris transgéniques Ai14 pour marquer les cellules activées par et potentiellement codant la recherche de cocaïne et de saccharose. Nous avons marqué ~ 1% des neurones dans la sous-région centrale des accumbens (NAcore) activés lors de la recherche induite par le signal pour la cocaïne ou le saccharose. La majorité des cellules marquées dans les ensembles de recherche étaient D1-MSN, et spécifiquement activées pendant la recherche, pas pendant l'extinction ou lorsque les souris sont restées dans la cage domestique. Pour comparer différents ensembles spécifiques de récompense au sein de la même souris, nous avons utilisé un protocole d'auto-administration de cocaïne et de saccharose double permettant une recherche spécifique de récompense. En utilisant ce modèle, nous avons trouvé une distinction d'environ 70% entre les cellules constituant la cocaïne et l'ensemble de recherche de saccharose. Établir que la cocaïne recrute un ensemble de neurones NAcore largement distincts des neurones recrutés dans un ensemble codant pour la recherche de saccharose suggère une spécificité finement réglée des ensembles. Les résultats permettent une exploration plus approfondie des mécanismes qui transforment le renforcement positif basé sur la récompense en une recherche de médicaments inadaptée.
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