Brain Res. Manuscrit de l'auteur; disponible dans PMC 2011 Sep 2.
Brain Res. 2010 Sep 2; 1350: 43 – 64.
Publié en ligne 2010 Apr 11. est ce que je: 10.1016 / j.brainres.2010.04.003
PMCID: PMC2913163
NIHMSID: NIHMS197191
Abstract
Ce que nous mangeons, quand et dans quelle mesure, est influencé par les mécanismes de récompense du cerveau qui génèrent le "goût" et le "manque" d'aliments. En corollaire, le dysfonctionnement des circuits de récompense pourrait contribuer à la récente augmentation de l'obésité et des troubles de l'alimentation. Nous évaluons ici les mécanismes cérébraux connus pour générer un «goût» et un «désir» pour les aliments et évaluons leur interaction avec les mécanismes régulateurs de la faim et de la satiété, pertinents pour les problèmes cliniques. Les mécanismes de «reconnaissance» comprennent des circuits hédoniques qui connectent des points chauds millimétriques dans des structures limbiques du cerveau antérieur telles que le noyau accumbens et le pallidum ventral (où les signaux opioïdes / endocannabinoïdes / orexines peuvent amplifier le plaisir sensoriel). Les mécanismes de «volonté» incluent des réseaux d'opioïdes plus vastes dans le noyau accumbens, le striatum et l'amygdale qui s'étendent au-delà des points chauds hédoniques, ainsi que les systèmes dopaminergiques mésolimbiques et les signaux de glutamate cortico-limbique qui interagissent avec ces systèmes. Nous nous concentrons sur les moyens par lesquels ces circuits de récompense du cerveau pourraient participer à l'obésité ou à des troubles de l'alimentation.
Introduction
Les aliments palatable et leurs signaux peuvent avoir un pouvoir de motivation. La vue d'un biscuit ou l'odeur d'un aliment préféré peut évoquer une envie soudaine de manger, et quelques bouchées d'un morceau savoureux peuvent inciter à une envie de manger davantage («l'appétit vient en mangeant»). . Dans un monde riche en aliments, les pulsions déclenchées par des signaux contribuent à la probabilité qu'une personne mange maintenant ou mange trop à un repas, même si elle avait l'intention de s'abstenir ou de ne manger que modérément. En influençant les choix quant à savoir si, quand, quoi et quelle quantité manger, les pulsions déclenchées par une réplique contribuent peu à peu à la surconsommation calorique à long terme et à l'obésité (Berthoud et Morrison, 2008; Davis et Carter, 2009; Hollande et Petrovich, 2005; Kessler, 2009).
Ce n’est pas seulement la nourriture ou le signal en soi qui exerce ce pouvoir motivant: c’est la réponse du cerveau du percepteur à ces stimuli. Pour certains individus, les systèmes cérébraux peuvent surtout réagir pour générer une motivation impérieuse à trop manger. Pour tous, les pulsions évoquées peuvent devenir particulièrement fortes à certains moments de la journée, et lorsqu'elles ont faim ou sont stressées. La variation du pouvoir de motivation d'une personne à l'autre et d'un moment à l'autre provient en partie de la dynamique des circuits de récompense cérébrale qui génèrent un «désir» et un «goût» pour une récompense alimentaire. Ces circuits de récompense sont le sujet de cet article.
D'où vient le plaisir de manger ou la tentation? Notre point de départ fondamental est que la tentation et le plaisir des aliments sucrés, gras ou salés proviennent activement du cerveau, et pas seulement passivement des propriétés physiques des aliments eux-mêmes. Les réactions de `` vouloir '' et de `` aimer '' sont activement générées par les systèmes neuronaux qui peignent le désir ou le plaisir sur la sensation - comme une sorte de brillant peint sur la vue, l'odeur ou le goût (Tableau 1). Un gâteau au chocolat tentant n’est pas forcément agréable, mais notre cerveau est enclin à générer activement un goût pour sa douceur et son onctuosité chocolatées. La douceur et la texture crémeuse sont les clés qui permettent de déverrouiller puissamment les circuits cérébraux générateurs qui appliquent le plaisir et le désir à la nourriture au moment de la rencontre (Berridge et Kringelbach, 2008; James, 1884; Kringelbach et Berridge, 2010). Pourtant, c’est l’ouverture des verrous cérébraux qui importe le plus, pas seulement les clés, et nous nous concentrons donc ici sur la compréhension des verrous hédoniques et motivationnels du cerveau.
La génération de cerveau actif est évidente en considérant que les biais hédoniques ne sont pas fixes mais sont en plastique. Même un goût sucré "aimé" peut devenir désagréable dans certaines circonstances tout en restant doux. Par exemple, un nouveau goût sucré particulier peut d'abord être perçu comme agréable, puis devenir dégoûtant une fois que ce goût a été associé de manière associative à une maladie viscérale pour créer une aversion savoureuse du goût (Garcia et al., 1985; Reilly et Schachtman, 2009; Rozin, 2000). Inversement, un goût salé extrêmement intense peut passer du désagréable au plaisant, dans les moments de manque de sel, pendant lesquels le corps manque de sodium (Krause et Sakai, 2007; Tindell et al., 2006). Et de même, bien que nos cerveaux aient tendance à percevoir les goûts amers comme particulièrement désagréables, la plasticité hédonique permet à de nombreuses personnes de trouver les saveurs de canneberges, de café, de bière ou d’autres aliments amers très agréables une fois que l’expérience culturelle a transformé leur amertume en clé. systèmes cérébraux. Plus transitoirement mais universellement, la faim rend tous les aliments plus «aimés», tandis que les états de satiété amortissent le «goût» à différents moments de la même journée, un changement hédonique dynamique appelé «alliesthésie» (Cabanac, 1971).
Rôles des systèmes de récompense cérébrale dans l'augmentation du taux d'obésité?
Aux États-Unis, l’incidence de l’obésité a nettement augmenté au cours des trois dernières décennies, de sorte qu’aujourd’hui, près de 1 sur 4 est considéré comme obèse par les Américains (Prévention, 2009). L’augmentation du poids corporel peut être due principalement au fait que les gens mangent simplement plus de calories dans les aliments plutôt qu’à moins de faire de l’exercice (Swinburn et al., 2009). Pourquoi les gens pourraient-ils manger plus de nourriture maintenant? Bien sûr, il y a plusieurs raisons (Brownell et al., 2009; Geier et al., 2006; Kessler, 2009). Certains experts ont suggéré que les tentations modernes de manger et de continuer à manger étaient plus fortes que par le passé, car les aliments contemporains contiennent en moyenne plus de sucre, de matières grasses et de sel. Des friandises modernes sont également faciles à obtenir à tout moment dans un réfrigérateur, un distributeur automatique, un restaurant-minute, etc. à proximité. Les traditions culturelles qui autrefois limitaient les collations sont réduites, de sorte que les gens mangent davantage en dehors des repas. Même au sein des repas, la taille des portions est souvent supérieure à optimale. Toutes ces tendances peuvent influer sur les partis pris normaux des systèmes de récompense du cerveau, de manière à nous permettre de céder au désir de manger plus.
Les systèmes de type «aimer» et «vouloir» du cerveau qui répondent à ces facteurs sont essentiellement des systèmes «purs». Ils sont activés par des friandises savoureuses et des signaux associés. Bien que les influences de la satiété réduisent les «systèmes de contrôle», ils ne génèrent jamais un signal d'arrêt important pour arrêter l'alimentation, ils atténuent simplement l'intensité du contrôle. Il est difficile d'éteindre complètement certains systèmes "actifs". Par exemple, une étude réalisée dans notre laboratoire a révélé que même la sur-satiété induite par le lait ou la solution de saccharose dans la bouche de rats jusqu’à ce qu’ils consomment près de 10% de leur poids en une séance d’une demi-heure, soit réduite mais non supprimée. leurs réactions hédoniques de «sympathie» à la douceur immédiatement après, et n’ont jamais réellement converti cette «sympathie» en un gape «ne pas aimer» négatif (Berridge, 1991). De même, chez les humains, une forte satiété vis-à-vis du chocolat en demandant aux gens de manger plus de deux barres entières supprimait les notes proches de zéro, mais ne poussait pas les notes dans un domaine désagréable négatif, même si les notes voulues chutaient davantage (Lemmens et al., 2009; Small et al., 2001). Il existe des contre-exemples d’évaluations négatives réelles pour la douceur après la satiété également, mais étant donné les facteurs qui compliquent les échelles d’évaluation (Bartoshuk et al., 2006), il peut toujours être prudent de conclure que le plaisir de manger est difficile à éliminer complètement. Vous pouvez le constater vous-même lorsque vous constatez que les desserts restent attrayants, même après un grand repas. Et bien sûr, quand on a faim, les aliments savoureux deviennent encore plus attrayants.
Ces tentations font face à tout le monde. Et plus les aliments disponibles sont appétents et nombreux dans notre environnement, plus les systèmes hédoniques «aimer» et «vouloir» dans le cerveau génèrent un «aller». Il n’est pas nécessaire que la pathologie soit excessive. Alors, qu'est-ce qui explique pourquoi certaines personnes sur-consomment alors que d'autres ne le font pas? De légères différences individuelles dans la réactivité du système de récompense pourraient jouer un rôle dans la production progressive d'obésité chez certains, comme nous le verrons plus loin. Bien entendu, dans les cas de régimes alimentaires plus extrêmes, des explications supplémentaires seront nécessaires.
Rôles potentiels des systèmes de récompense cérébrale dans l'obésité et les troubles de l'alimentation
Différents cas d'obésité auront des causes sous-jacentes différentes, et les explications scientifiques ne peuvent probablement pas être «uniques». Pour faciliter la classification des individus et des types de surconsommation alimentaire, les systèmes de récompense du cerveau peuvent être liés de différentes manières à l'obésité et aux troubles de l'alimentation connexes.
Récompenser le dysfonctionnement en tant que cause
Premièrement, il est possible que certains aspects de la fonction de récompense du cerveau se détériorent pour provoquer une alimentation excessive ou un trouble de l'alimentation particulier. Les aliments peuvent devenir hédoniquement «aimés» trop ou trop peu via le dysfonctionnement des récompenses. Par exemple, une suractivation pathologique des points chauds hédoniques d'opioïdes ou d'endocannabinoïdes dans le noyau accumbens et le pallidum ventral décrits ci-dessous pourrait provoquer une augmentation des réactions d'aimer le plaisir gustatif chez certains individus. Une activation excessive des substrats de type «aimer» amplifierait l’impact hédonique des aliments, faisant en sorte qu’un individu «aime» et «voudrait» un aliment plus que les autres, et contribuerait ainsi à la boulimie et à l’obésité (Berridge, 2009; Davis et al., 2009). Inversement, une forme suppressive de dysfonctionnement de hotspot pourrait éventuellement réduire le "goût" des troubles de l'alimentation de type anorexique (Kaye et al., 2009).
Même sans dysfonctionnement du plaisir, une autre possibilité de récompense déformée est que le "désir" de manger peut augmenter seul, si la saillance incitative se détache de la "sympathie" hédonique (Finlayson et al., 2007; Mela, 2006). La dissociation de "vouloir" de "aimer" dans certains troubles est concevable car le cerveau semble générer "vouloir" et "aimer" via des mécanismes séparables, comme décrit ci-dessous. Les signaux pour une nourriture savoureuse pourraient toujours provoquer un «manque» et une consommation excessifs, même s'ils ne sont plus directement dictés par l'hédonisme, peut-être via une hyper-réactivité dans les mécanismes de stimulation stimulante dopamine-glutamate mésocorticolimbiques (ou dans les circuits CRF ou opioïdes associés qui potentialisent ces mécanismes). Dans de tels cas, la vue, l’odeur ou l’imagination vive de la nourriture peut déclencher une envie compulsive de manger, même si la personne ne trouve pas l’expérience réelle plus qu’agréablement agréable à la fin. Toutes ces possibilités ont été suggérées à un moment ou à un autre. Chacune d’elles mérite d’être examinée car différentes réponses peuvent s’appliquer à différents troubles ou types d’obésité.
Fonction de récompense passive déformée en conséquence
Une deuxième catégorie de possibilités est que les systèmes de récompense du cerveau pourraient ne pas être la cause initiale de troubles de l’alimentation, mais continueraient à fonctionner anormalement comme une réaction secondaire passive à une expérience alimentaire excessive, à un apport anormal ou à un excès de poids. Dans de tels cas, les systèmes cérébraux de «sympathie» et de «désincitation» pourraient bien tenter de fonctionner normalement, mais sembler anormaux dans les études de neuroimagerie et devenir ainsi une source potentielle pour les chercheurs. Néanmoins, même des fonctions de récompense déformées passivement pourraient encore offrir des opportunités pour des traitements visant à corriger le comportement alimentaire en partie en modulant la fonction de récompense dans des limites normales.
Résilience normale en récompense du cerveau
Troisièmement, il est possible que, dans de nombreux cas, les systèmes de récompense du cerveau continuent à fonctionner normalement dans le cadre de l'obésité ou d'un trouble de l'alimentation, et ne changent pas même de manière secondaire. Dans de tels cas, les causes des troubles de l’alimentation seraient alors complètement en dehors des fonctions de récompense du cerveau. En effet, les fonctions de récompense du cerveau pourraient même servir d’aide pour éventuellement aider à normaliser spontanément certains comportements alimentaires même sans traitement.
La théorie est-elle importante? Implications pour les résultats cliniques et le traitement
La réponse à la question de savoir laquelle de ces possibilités alternatives est la meilleure peut varier d'un cas à l'autre. Différents types de troubles de l'alimentation peuvent nécessiter différentes réponses. Peut-être même des personnes différentes atteintes du «même» trouble auront-elles besoin de réponses différentes, du moins s'il existe des sous-types distincts dans les principaux types de troubles de l'alimentation ainsi que dans l'obésité (Davis et al., 2009).
La réponse ci-dessus est vraie à propos d'un trouble de l'alimentation ou d'un type d'obésité particulier (e) qui a des implications sur la meilleure stratégie de traitement. Par exemple, faut-il essayer de rétablir une alimentation normale en inversant le dysfonctionnement de la récompense du cerveau par le biais de médicaments? Ce serait approprié si le dysfonctionnement de la récompense est la cause sous-jacente. Ou devrait-on utiliser des médicaments à la place uniquement comme médicaments compensateurs, et non comme des remèdes? Un médicament pourrait alors viser à renforcer certains aspects de la fonction de récompense du cerveau et à corriger ainsi l’alimentation, même en ne remédiant pas à la cause initiale. Cela pourrait être un peu similaire à l'utilisation de l'aspirine pour traiter la douleur, même si la cause initiale de la douleur n'était pas un déficit en aspirine endogène. Même traiter le symptôme peut toujours être utile.
Ou plutôt, le traitement devrait-il être entièrement axé sur des mécanismes sans rapport avec la récompense alimentaire? Cela pourrait être le meilleur choix si les systèmes de récompense cérébrale restent simplement normaux dans tous les cas de troubles de l'alimentation, et sont donc peut-être essentiellement sans rapport avec l'expression d'un comportement alimentaire pathologique.
La mise côte à côte de ces alternatives contribue à illustrer les implications thérapeutiques d'une meilleure compréhension des systèmes de récompense du cerveau et de leurs relations avec les habitudes alimentaires. Ce n'est que si l'on sait comment la récompense alimentaire est traitée normalement dans le cerveau que nous pourrons reconnaître une pathologie dans la fonction de récompense du cerveau. Et ce n'est que si l'on peut reconnaître la pathologie de récompense lorsqu'elle survient que l'on pourra concevoir ou choisir le meilleur traitement.
Systèmes de récompense cérébrale sous-jacents pour «aimer» et «vouloir» de la nourriture
Ces considérations permettent d'essayer de comprendre les mécanismes cérébraux générant le "goût" et le "manque" d'aliments et leur modulation par la faim et la satiété. Cette section suivante se penche sur les découvertes récentes concernant les systèmes cérébraux de base du plaisir et du désir alimentaires.
"Vouloir" comme distinct de "aimer"
Il est possible que des systèmes cérébraux de «vouloir» puissent entraîner une augmentation de la consommation, même si le «goût» hédonique n'augmente pas. Par «vouloir», nous faisons référence à la saillance de l’incitation, un type fondamental de motivation d’incitation (Figure 1). Le fait de «vouloir» influe de manière pertinente sur l'apport alimentaire, mais c'est aussi beaucoup plus. La saillance incitative peut être conçue comme une balise générée de manière mésolimbique pour les perceptions et représentations dans le cerveau de stimuli particuliers, en particulier ceux qui ont des associations de Pavlovian avec récompense. L'attribution de saillance d'incitation à une représentation de stimulus de récompense rend ce stimulus attrayant, accrocheur, recherché et recherché. Le stimulus devient effectivement un aimant de motivation qui attire le comportement appétissant vers lui-même (même s'il ne s'agit que d'un indice pavlovien pour la récompense) et rend la récompense elle-même plus «recherchée».
Lorsqu'elle est attribuée à l'odeur émanant de la cuisine, la saillance de l'incitation peut captiver l'attention d'une personne et déclencher des pensées soudaines de manger - et peut-être même d'imaginer vivement que la nourriture peut le faire en l'absence d'une odeur physique. Lorsqu'elle est attribuée par les rats à un signal de récompense en sucre, la saillance de l'incitation peut donner à l'objet une apparence plutôt semblable à celle de la nourriture, ce qui peut même amener l'animal à essayer avec frénésie de manger le signal qui n'est qu'un objet métallique non comestible (surtout si le rat est le cerveau est dans un état d'activation limbique pour amplifier l'attribution `` voulant '') (Flagel et al., 2008; Jenkins et Moore, 1973; Mahler et Berridge, 2009; Tomie, 1996).
La saillance incitative ou «vouloir» est assez différente des formes de désir plus cognitives désignant le mot ordinaire, «vouloir», qui impliquent des objectifs déclaratifs ou des attentes explicites de résultats futurs et qui sont largement médiatisées par des circuits corticaux. La saillance incitative dépend beaucoup plus étroitement des signaux et des stimuli de récompense physiques (ou du moins de l'imagerie des signaux et des stimuli), mais il n'est pas nécessaire de prévoir des attentes cognitives claires quant aux résultats «souhaités» futurs, médiatisés par des circuits cérébraux plus pondérés.
La force de saillance incitative d’une queue dépend de l’état du cerveau qui la rencontre, ainsi que des associations antérieures avec une récompense alimentaire (Figure 1). «Vouloir» est produit par une interaction synergique entre l'état neurobiologique actuel (y compris les états d'appétit) et la présence d'aliments ou de leurs signaux. Ni un signal alimentaire en soi, ni une activation mésolimbique en soi n’est très puissante. Mais ensemble, dans les bonnes combinaisons, ils sont convaincants sur le plan de la motivation dans une synergie supérieure à la somme des parties (Zhang et al., 2009).
Cette relation synergique signifie que le "désir" augmente soudainement lorsqu'un signal de nourriture est rencontré dans un état amorcé mésolimbiquement (ou si les signaux sont imaginés de manière vivante à ce moment-là). La présence de signal est importante car un signal est associé à une récompense alimentaire. La faim physiologique ou la réactivité mésolimbique est importante car le pouvoir de motivation d’un signal se modifie avec la faim ou la satiété (ou peut varier d’un individu à l’autre en raison de différences dans son cerveau) (Zhang et al., 2009).
Produire 'vouloir' sans 'aimer'
Les démonstrations les plus dramatiques de sa valeur incitative en tant qu'entité distincte proviennent de cas dans lesquels le «désir» a été neurologiquement amélioré, sans susciter un «goût» hédonique pour la même récompense. Notre première découverte de 'vouloir' sans 'aimer' est venue il y a deux décennies d'une étude sur l'alimentation provoquée par la stimulation électrique de l'hypothalamus latéral chez le rat, menée en collaboration avec Elliot Valenstein (Berridge et Valenstein, 1991). L’activation d’une électrode dans l’hypothalamus latéral amène les rats stimulés à manger avec voracité (Valenstein et al., 1970), et de telles électrodes activent des circuits cérébraux qui incluent généralement la libération de dopamine mésolimbique (Hernandez et al., 2008). Les animaux recherchent généralement la même stimulation des électrodes en guise de récompense, et l'hypothèse selon laquelle l'activation des électrodes induirait l'alimentation en augmentant l'impact hédonique de la nourriture. Est-ce que les rats stimulés «voulaient» réellement manger plus parce qu'ils «aimaient» davantage la nourriture? De manière peut-être surprenante au début, la réponse s'est avérée être «non»: l'activation de l'électrode hypothalamique n'a pas réussi à augmenter les réactions d'aimer le saccharose (comme le léchage des lèvres, décrit en détail ci-dessous), bien que la stimulation ait obligé les rats à manger deux fois autant de nourriture que d'habitude (Berridge et Valenstein, 1991)(Chiffres 2 & 3.) Au lieu d’augmenter le «goût», l’électrode ne faisait qu’amplifier les réactions de «ne pas aimer» (comme les béances) au goût de saccharose, comme si, au contraire, le saccharose devenait légèrement désagréable. Cette dissociation et les dissociations suivantes entre "vouloir" et "aimer" mettent en évidence la nécessité d'identifier des substrats neuronaux distincts pour chacun. Nous décrirons ensuite les systèmes cérébraux de «désintoxication» des aliments par rapport à «aimer», puis nous examinerons les relations entre ces systèmes et les autres systèmes de réglementation.
La dopamine mésolimbique dans 'vouloir' sans 'aimer'
Le système dopaminergique mésolimbique est probablement le substrat neuronal le plus connu, capable d'améliorer le «désir» sans «aimer». L’activation de la dopamine est provoquée par des aliments agréables, d’autres récompenses hédoniques et des indices de récompense (Ahn et Phillips, 1999; Di Chiara, 2002; Hajnal et Norgren, 2005; Montague et al., 2004; Norgren et al., 2006; Roitman et al., 2004; Roitman et al., 2008; Schultz, 2006; Small et al., 2003; Sage, 1985). La dopamine a souvent été appelée neurotransmetteur de plaisir pour de telles raisons, mais nous pensons que la dopamine ne respecte pas son nom hédonique traditionnel.
Au cours de deux décennies d’études sur des animaux ayant manipulé le rôle causal de la dopamine, nous avons toujours constaté que les fluctuations de la dopamine ne modifiaient en rien le fait d’apprécier l’impact hédonique des récompenses alimentaires, même lorsque le désir de nourriture était profondément modifié. Par exemple, trop de dopamine dans le cerveau de souris mutantes dont le gène muté fait que plus de dopamine reste dans les synapses (renversement du transporteur de dopamine) produit un «manque» élevé de récompenses pour les aliments sucrés, mais aucune élévation des expressions «aimant» à la douceur (Peciña et al., 2003)(Figure 2 & 3). Des élévations similaires du "désir" sans "aimer" ont également été produites chez le rat ordinaire par l'élévation de la libération de dopamine induite par l'amphétamine et par la sensibilisation à long terme au médicament des systèmes mésolimbiques (Peciña et al., 2003; Tindell et al., 2005; Wyvell et Berridge, 2000).
Inversement, les souris mutantes dépourvues de dopamine dans leur cerveau peuvent encore enregistrer l’impact hédonique des récompenses saccharose ou alimentaires, en ce sens qu’elles sont toujours en mesure de montrer leurs préférences et certains apprentissages pour une récompense agréable et agréable (Cannon et Palmiter, 2003; Robinson et al., 2005). De même, des études de réactivité gustative chez le rat ont montré que la suppression de la dopamine par l'administration de pimozide (antagoniste de la dopamine) ou même la destruction massive de 99% des neurones dopaminergiques mésolimbiques et néostriataux (par des lésions de 6-OHDA) ne supprimait pas les goûts liés au goût par le goût du saccharose (Berridge et Robinson, 1998; Peciña et al., 1997). Au lieu de cela, l'impact hédonique de la douceur reste robuste même dans un cerveau antérieur presque exempt de dopamine.
De nombreuses études de neuroimagerie chez l'homme ont montré de manière similaire que les niveaux de dopamine peuvent être davantage corrélés avec les évaluations subjectives du désir d'obtenir une récompense qu'avec les évaluations du plaisir d'apprécier la même récompense (Leyton et al., 2002; Volkow et al., 2002). Dans des études sur l'homme, les médicaments qui bloquent les récepteurs de la dopamine peuvent complètement échouer à réduire les niveaux de plaisir subjectif que les gens attribuent à une récompense (Brauer et De Wit, 1997; Brauer et al., 1997; Leyton, 2010; Wachtel et al., 2002).
Pourtant, il reste aujourd’hui quelques échos de la dopamine = Hedonia hypothèse dans la littérature sur la neuroimagerie et dans des études connexes sur les niveaux de liaison au récepteur de la dopamine D2 (Geiger et al., 2009; Wang et al., 2001). Par exemple, certaines études de neuroimagerie par TEP ont suggéré que les personnes obèses pourraient avoir des taux de liaison au récepteur de la dopamine D2 plus faibles dans leur striatum (Wang et al., 2001; Wang et al., 2004b). Si la dopamine provoque le plaisir, alors, selon l’hypothèse dopamine = hédoine, une diminution des récepteurs de la dopamine pourrait réduire le plaisir qu’ils obtiennent de la nourriture. Le plaisir réduit a été suggéré pour amener ces individus à manger plus pour atteindre un niveau de plaisir normal. Cela a été appelé une hypothèse de carence de récompense pour trop manger (Geiger et al., 2009).
Il est important de noter d’abord que l’hypothèse d’une trop grande alimentation fondée sur l’anhédonie peut présenter un problème logique. Cela semble impliquer l'hypothèse que les gens vont manger plus de nourriture quand ils ne l'aiment pas que quand ils l'aiment. Si cela était vrai, les personnes qui suivaient un régime de gruau désagréable pourraient en manger plus que, par exemple, celles dont le régime comprenait de la crème glacée, des gâteaux et des croustilles. Bien sûr, les humains et les rats ont tendance à manger moins d'aliments désagréables et à rechercher et manger plus lorsque les aliments disponibles sont plus appétissants (Cooper et Higgs, 1994; Dickinson et Balleine, 2002; Grigson, 2002; Kelley et al., 2005b; Levine et Billington, 2004). Si la carence en dopamine rend tous les aliments moins bons au goût, on pourrait s’attendre à ce que les gens mangent moins globalement que plus, du moins si la palatabilité favorise directement la consommation comme il semble si souvent le faire. Les faits empiriques concernant l’alimentation et la palatabilité semblent aller dans le sens contraire de ce que supposent les formulations de l’obésité dopamine-anhédonie. Cette énigme logique met en évidence les contradictions explicatives qui peuvent nuire à l’hypothèse d’une carence en récompense.
Par conséquent, les alternatives méritent d'être diverties. Une alternative, impliquant une interprétation inverse de la réduction de la liaison de la dopamine à la D2 chez les personnes obèses, est que la réduction de la disponibilité des récepteurs est une conséquence de la suralimentation et de l'obésité, plutôt que sa cause (Davis et al., 2004). Les neurones des circuits mésocorticolimbiques peuvent réagir par des ajustements homéostatiques afin de retrouver des paramètres normaux lorsqu'ils sont poussés par des activations excessives prolongées. Par exemple, une exposition prolongée à des drogues créant une dépendance entraîne éventuellement une réduction du nombre de récepteurs de la dopamine, même si les taux étaient au départ normaux - il s'agit d'un mécanisme de régulation à la baisse de la tolérance et du sevrage aux drogues (Koob et Le Moal, 2006; Steele et al., 2009). Il est concevable que si certains individus obèses présentent une suractivation prolongée similaire des systèmes dopaminergiques, une éventuelle régulation à la baisse des récepteurs dopaminergiques pourrait en résulter.
Si cela se produisait, la suppression de la dopamine pourrait s'estomper une fois le poids corporel excessif ou la consommation excessive de récompenses arrêtée. De nouvelles preuves relatives à cette possibilité alternative sont apparues dans une récente étude de neuro-imagerie par la PET, qui a révélé que le pontage gastrique de Roux-en-Y, qui entraînait une perte de poids d'environ 25 lb après 6 semaines chez des femmes obèses pesant plus de 200 lbs, avait entraîné une perte de poids. augmentation concomitante post-chirurgicale de leur liaison striatale au récepteur D2 de la dopamine, à peu près proportionnelle à la quantité de poids perdu (Steele et al., 2009). Une augmentation des niveaux de récepteurs dopaminergiques après une perte de poids est plus compatible avec l’idée que l’obésité est à l’origine du niveau inférieur précédent de récepteurs dopaminergiques, plutôt qu’un déficit inné en dopamine ou une carence en récompense causait l’obésité. En résumé, bien qu’il reste encore beaucoup à savoir avant d’arriver à une solution définitive à ce problème, il convient de rester prudent en ce qui concerne l’idée que la réduction de la dopamine provoque l’anhédonie, entraînant une suralimentation.
Effets anorectiques paradoxaux de la dopamine (et effets hyperphagiques du blocage de la dopamine)?
Néanmoins, il reste des faits gênants pour notre hypothèse selon laquelle la dopamine est le médiateur du «manque» d'aliments, et ces faits doivent également être reconnus. Un inconvénient est que les antipsychotiques atypiques qui bloquent les récepteurs D2 peuvent augmenter l'apport calorique et induire un gain de poids (Cope et al., 2005; Stefanidis et al., 2009). Cependant, le blocage par les mêmes antipsychotiques des récepteurs 1A et 2C de la sérotonine et du récepteur H1 de l'histamine, qui peut être en corrélation avec le gain de poids que l'occupation de D2 (peutMatsui-Sakata et al., 2005).
L’inconvénient le plus important est peut-être que la dopamine joue un rôle anormal et opposé dans la supprimant l'appétit, comme dans l'action de médicaments diététiques bien connus. Au moins, l’amphétamine systémique et les stimulants chimiquement liés qui favorisent la dopamine et la noradrénaline suppriment de manière fiable l’appétit et la consommation. Cependant, au moins certains effets anorexigènes de l’amphétamine peuvent en réalité être attribués à la libération de noradrénaline, qui joue un rôle particulier dans la suppression de l’appétit dans l’hypothalamus médial, peut-être en stimulant les récepteurs alpha-1 (par opposition aux effets hyperphagiques des récepteurs alpha-2) (Adan et al., 2008; Wellman et al., 1993). En outre, il est important de noter que la dopamine elle-même peut avoir des effets différents sur l'absorption selon les structures cérébrales et à différentes intensités, même au sein d'une même structure (Cannon et al., 2004; Kuo, 2003). Par exemple, la dopamine a des effets anorexigènes sur le noyau arqué hypothalamique, en partie en réduisant éventuellement le neuropeptide Y (Kuo, 2003), et des taux élevés de dopamine peuvent également avoir des effets anorexigènes sur le noyau accumbens et le néostriatum, même si des niveaux plus bas d'élévation de la dopamine peuvent faciliter la prise et le «manque» de nourriture (Cannon et al., 2004; Evans et Vaccarino, 1986; Inoue et al., 1997; Pal et Thombre, 1993; Wise et al., 1989). Enfin, il est également important de noter que les améliorations apportées par la dopamine à la saillance incitative sont souvent orientées vers des stimuli conditionnés aux récompenses - permettant ainsi à l’influence de déclencher un "manque" de récompense menant à la poursuite, plutôt que d’augmenter directement la taille du repas et la consommation alimentaire (Pecina et al., 2006; Smith et al., 2007; Wolterink et al., 1993; Wyvell et Berridge, 2000; Wyvell et Berridge, 2001). «Vouloir» déclenché par un signal dopaminergique pourrait amener une personne à succomber à la tentation de manger, et une fois le repas commencé, d'autres mécanismes cérébraux (par exemple, les opioïdes) pourraient en augmenter la taille. En général, le rôle de la dopamine dans l'ingestion n'est pas exclusivement à la hausse ou à la baisse, mais peut varier selon les systèmes cérébraux et les conditions psychologiques.
Systèmes cérébraux pour «aimer» les aliments
Au cœur de la récompense se trouve l’impact hédonique ou le plaisir «d’aimer». De nombreux sites cérébraux sont activé par plaisirs alimentaires. Les sites activés par des aliments agréables comprennent des régions du néocortex telles que le cortex orbitofrontal, le cortex cingulaire antérieur et le cortex insulaire antérieur (de Araujo et al., 2003; Kringelbach, 2004; Kringelbach, 2005; Kringelbach, 2010; O'Doherty et al., 2001; Petrovich et Gallagher, 2007; Rouleaux, 2006; Rolls et al., 2003; Petit et Veldhuizen, 2010; Small et al., 2001; Small et al., 2003). Les sites activés par le plaisir incluent également les structures du cerveau antérieur sous-corticales telles que le pallidum ventral, le noyau accumbens et l’amygdale, et même les systèmes du tronc cérébral inférieur tels que les projections de dopamine mésolimbiques et le noyau parabrachial des pons (Aldridge et Berridge, 2010; Berns et al., 2001; Cardinal et al., 2002; Craig, 2002; Everitt et Robbins, 2005; Kringelbach, 2004; Kringelbach et al., 2004; Kringelbach, 2010; Levine et al., 2003; Lundy, 2008; O'Doherty et al., 2002; Pelchat et al., 2004; Rouleaux, 2005; Schultz, 2006; Petit et Veldhuizen, 2010; Small et al., 2001; Volkow et al., 2002; Wang et al., 2004a).
Dans le cortex, la région orbitofrontale du lobe préfrontal code en particulier le goût et l'odorat du plaisir. Les démonstrations IRMf de codage hédonique les plus claires peuvent provenir des travaux de Kringelbach et de ses collègues (de Araujo et al., 2003; Kringelbach, 2004; Kringelbach, 2005; Kringelbach, 2010). Dans le cortex orbitofrontal, le site principal du codage hédonique semble être situé dans une position mi-antérieure, où l'activation de l'IRMf discrimine le plaisir des propriétés sensorielles des stimuli alimentaires et, surtout, suit les changements du plaisir d'un stimulus alimentaire particulier causé par alliesthésie ou satiété sensorielle (Kringelbach et al., 2003; O'Doherty et al., 2001). Par exemple, lorsque les gens étaient rassasiés en buvant un litre de lait au chocolat, le plaisir de cette boisson chutait sélectivement et cette baisse était suivie par une activation réduite dans le cortex orbitofrontal moyen antérieur, tandis que le plaisir et l’activation neurale du jus de tomate, n'a pas été consommé, est resté relativement inchangé (Kringelbach et al., 2003).
Cependant, il est important de noter que toutes les activations cérébrales qui code plaisir alimentaire nécessairement causer ou générer le plaisir (Kringelbach et Berridge, 2010). En règle générale, il existe plus de codes de plaisir dans le cerveau que de causes. D'autres activations cérébrales sont probablement secondaires et peuvent à leur tour entraîner une motivation, un apprentissage, une cognition ou d'autres fonctions consécutives au plaisir. En particulier, il n’est pas encore clair si les activations orbitofrontales ou autres corticales jouent un rôle important dans la création des plaisirs alimentaires qu’elles codent, ou plutôt d’autres fonctions (Berridge et Kringelbach, 2008; Kringelbach et Berridge, 2010; Smith et al., 2010).
Cerveau lien de causalité du plaisir ne peut être identifié qu'en manipulant l'activation d'un substrat cérébral spécifique et en trouvant un changement consécutif du plaisir correspondant à ce changement d'activation. Nous avons abordé la causalité hédonique dans notre laboratoire en recherchant des manipulations du cerveau qui entraînent une augmentation des réactions psychologiques et comportementales d'aimer les aliments agréables. Une réaction comportementale de «sympathie» utile qui est utilisée dans nos études pour mesurer le plaisir de manger et sa causalité sont les expressions affectives orofaciales suscitées par l'impact hédonique des goûts sucrés. Ces réactions de sympathie faciale ont été décrites à l'origine par Jacob Steiner chez des nourrissons humains et étendues aux rats par Harvey Grill et Ralph Norgren, en collaboration avec Carl Pfaffmann (Grill et Norgren, 1978b; Pfaffmann et al., 1977; Steiner, 1973; Steiner et al., 2001). Par exemple, les goûts sucrés suscitent des expressions positives de «sympathie du visage» (saillies rythmiques et latérales qui se lèchent les lèvres, etc.) chez les nourrissons et les rats, alors que les goûts amers provoquent plutôt des expressions «de dégoût» faciales (bâillements, etc.) (Figure 4 & 5). Confirmant la nature hédonique, les modifications de ces réactions faciales affectives suivent spécifiquement les modifications du plaisir sensoriel induites par l’alliesthésie faim / satiété, les préférences ou aversions apprises, et les déplacements cérébraux (Berridge et Schulkin, 1989; Berridge, 1991; Cabanac et Lafrance, 1990; Cromwell et Berridge, 1993; Grill et Norgren, 1978a; Kerfoot et al., 2007; Parker, 1995; Peciña et al., 2006). Les réactions de "sympathie du visage" sont homologues entre l'homme et d'autres mammifères (Berridge et Schulkin, 1989; Berridge, 1990; Berridge, 2000; Steiner et al., 2001), ce qui implique que les connaissances acquises sur les mécanismes cérébraux de la causalité du plaisir dans les études sur les animaux sont également utiles pour comprendre la génération de plaisir chez l'homme (Berridge et Kringelbach, 2008; Kringelbach et Berridge, 2010; Smith et al., 2010).
Des études sur les réactions et les mécanismes de sympathie ont récemment émergé: un réseau cérébral connecté de points névralgiques hédoniques dans les structures du cerveau antérieur limbique, qui provoque une augmentation de la "sympathie" et du "désir" ensemble pour des récompenses alimentaires (Chiffres 4 et Et5) .5). Les hotspots forment un réseau d'îlots cérébraux répartis, à la manière d'un archipel, qui relie le cerveau antérieur limbique au tronc cérébral (Berridge, 2003; Kelley et al., 2005a; Levine et Billington, 2004; Lundy, 2008; Peciña et Berridge, 2005; Smith et Berridge, 2005; Smith et al., 2010). Des points névralgiques hédoniques ont été identifiés à ce jour dans le noyau accumbens et le pallidum ventral, et sont supposés exister dans les régions profondes du tronc cérébral telles que le noyau parabrachial dans le noyau; d’autres encore non confirmées pourraient exister dans l’amygdale ou dans des régions corticales telles que le cortex orbitofrontal (Berridge et Kringelbach, 2008; Smith et al., 2010). Nous pensons que ces sites de prédilection distribués interagissent afin de fonctionner comme un seul circuit intégré de prédilection, fonctionnant en grande partie par un contrôle hiérarchique entre les principaux niveaux du cerveau (Smith et Berridge, 2007; Smith et al., 2010).
Les points chauds du cerveau antérieur, identifiés dans le noyau accumbens ou le pallidum ventral, forment le sommet de la hiérarchie hédonique neurale, comme on le sait jusqu'à présent, générant activement des réactions affectives en conjonction avec des réseaux allant jusqu'au tronc cérébral. Dans notre laboratoire, nous avons constaté qu’une microinjection de médicament opioïde ou endocannabinoïde dans un hotspot hédonique du cerveau antérieur doublait sélectivement le nombre de réactions orofaciales «appréciées» induites par un goût sucré (tout en supprimant ou en conservant inchangées les réactions négatives «aversion». Pour nous aider à cerner les mécanismes de «sympathie» initialement activés par une microinjection de médicament, nous avons développé un outil «Fos plume» permettant de mesurer la distance à laquelle un médicament micro-injecté se propage pour activer les neurones dans le cerveau. Une microinjection de médicament module l'activité des neurones proches. Le marquage de ces neurones pour la protéine génique immédiate, Fos, marque l’activation neuronale et délimite la zone réactive en forme de panache autour du site d’injection (Figure 5). On peut attribuer à cette zone la responsabilité de tout rehaussement hédonique causé par la microinjection de médicament. Les limites des points chauds ressortent de la comparaison des cartes de panaches pour les sites de microinjection qui améliorent le "goût" par rapport aux sites voisins qui ont échoué. Cette technique permet d'attribuer la causalité du plaisir aux sites cérébraux responsables.
Le noyau accumbens
Le premier point chaud découvert a été découvert à l'intérieur du noyau accumbens, où il utilise des signaux opioïdes et endocannabinoïdes pour amplifier le goût de goût (Figure 4 & 5). Le point chaud se situe dans la subdivision de la coque médiale du noyau accumbens: plus précisément dans un volume de tissu millimétrique cubique situé dans le quadrant rostrodorsal de la coque médiale. Dans le hotspot hédonique, le goût pour le sucré est amplifié par la microinjection de médicaments imitant les signaux neurochimiques des opioïdes ou des endocannabinoïdes endogènes. Cela correspond à la suggestion d'un certain nombre d'enquêteurs qui ont émis l'hypothèse que l'activation des récepteurs aux opioïdes ou aux cannabinoïdes stimule l'appétit en partie en renforçant le "goût" pour la saveur perçue des aliments (Baldo et Kelley, 2007; Barbano et Cador, 2007; Bodnar et al., 2005; Cooper, 2004; Dallman, 2003; Higgs et al., 2003; Jarrett et al., 2005; Kelley et al., 2002; Kirkham et Williams, 2001; Kirkham, 2005; Le Magnen et al., 1980; Levine et Billington, 2004; Panksepp, 1986; Sharkey et Pittman, 2005; Zhang et Kelley, 2000). Nos résultats ont corroboré ces hypothèses hédoniques et, en termes de substrats cérébraux spécifiques, ont permis de localiser les sites cérébraux responsables de l’amélioration du plaisir pour certains points chauds. Des études menées par Susana Peciña dans notre laboratoire ont d'abord découvert le site de points chauds en millimètres dans la coque médiale, à l'aide de microinjections d'un médicament agoniste des opioïdes (DAMGO; [D-Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -enképhaline). DAMGO active sélectivement le type mu de récepteur opioïde et, dans le hotspot, cela semble suffisant pour améliorer le brillant de plaisir peint par le cerveau lors de la sensation de douceur (Pecina, 2008; Peciña et Berridge, 2005; Peciña et al., 2006; Smith et al., 2010). Plus du double du nombre habituel de réactions positives «d'affection» ont été émises sur le goût du saccharose par des rats présentant des micro-injections de DAMGO dans leurs points chauds. Les réactions de "ne pas aimer" à la quinine n'ont jamais été améliorées, mais ont plutôt été supprimées par l'activation de l'opioïde mu dans et autour du point chaud. Ainsi, le plaisir de la douceur est accru et le mécontentement de l'amertume est simultanément réduit, par stimulation neurochimique du point chaud hédonique.
Les endocannabinoïdes, substances chimiques du cerveau similaires au composant tétrahydrocannabinol psychoactif de la marijuana, ont leur propre point chaud hédonique dans la coque du noyau accumbens qui chevauche anatomiquement le point chaud opioïde. Une étude menée par Stephen Mahler et Kyle Smith dans notre laboratoire a révélé que l'anandamide, un endocannabinoïde qui agit probablement dans le cerveau en stimulant le type de récepteurs cannabinoïdes de type CB1, pourrait agir dans le point chaud d'accumbens de la même manière qu'un opioïde pour amplifier l'impact plaisir de goût de saccharose (Mahler et al., 2007; Smith et al., 2010). Les microinjections d'anandamide dans le hotspot ont puissamment doublé le nombre de réactions faciales positives du goût de saccharose provoquées par le rat chez le rat, tout comme la stimulation opioïde, alors que les réactions aversives au goût amer n'étaient pas renforcées. Une possibilité intrigante qui pourrait relier davantage ces améliorations de «sympathie» par le point chaud du shell est que les signaux opioïdes et endocannabinoïdes pourraient interagir ou coopérer. On a suggéré que l’anandamide agirait en partie comme un neurotransmetteur inverse, qui pourrait être libéré par un neurone épineux intrinsèque dans la coquille pour revenir vers les terminaux axonaux présynaptiques proches et stimuler les récepteurs CB1, et éventuellement moduler la libération d’opioïdes pré-synaptiques (Cota et al., 2006; Kirkham, 2008; Piomelli, 2003). De même, les signaux opioïdes frappant le neurone épineux post-synaptique en coque pourraient recruter une libération d'endocannabinoïde. Des études futures pourraient permettre d’examiner si les signaux des endocannabinoïdes et des opioïdes interagissent par de tels mécanismes de rétroaction positive.
Plus grande mer d'opioïdes de 'vouloir' dans le noyau accumbens
En plus d’amplifier le «goût», les microinjections de DAMGO ou d’anandamide dans le même hotspot d’accumbens stimulent également simultanément et directement le «désir de manger», comme en témoigne une forte augmentation de la consommation de nourriture. Mais les autres parties voisines du noyau accumbens ne génèrent que du "manque" lorsqu'elles sont activées par des opioïdes, sans pour autant améliorer le "goût" (Figure 5). Autrement dit, alors que la neurotransmission des opioïdes dans le hotspot en millimètres cubes a une capacité hédonique spéciale pour amplifier le «goût» (par rapport à la neurotransmission par la dopamine), la stimulation des opioïdes en dehors du hotspot n'est pas hédonique et ne provoque que le «vouloir» sans le vouloir '(parfois même réduire «aimer»). Par exemple, le hotspot hédonique opioïde comprend un 10% du noyau entier accumbens, et même seulement 30% de sa coque médiale. Pourtant, les microinjections de DAMGO dans l’ensemble du 100% de la coque interne ont puissamment augmenté le «manque», ce qui a plus que doublé la quantité de nourriture ingérée. DAMGO améliore le "manque" de manière aussi efficace même dans une "zone de froid" plus postérieure où les mêmes microinjections ont supprimé le "goût" en dessous de la normale (Peciña et Berridge, 2005). La spécialisation hédonique est limitée neuroanatomiquement aux hotspots, ainsi que neurochimiquement aux signaux opioïdes et endocannabinoïdes (Peciña et Berridge, 2005). Les mécanismes largement répandus pour «vouloir» sont cohérents avec les précédentes conclusions selon lesquelles les opioïdes stimulent le «manque» d'aliments dans tout le noyau accumbens et même dans les structures extérieures comprenant l'amygdale et le néostriatum (Cooper et Higgs, 1994; Kelley, 2004; Kelley et al., 2005a; Levine et Billington, 2004; Yeomans et Gray, 2002). Bon nombre de ces sites opioïdes peuvent ne pas être hédoniques.
Neostriatum participe-t-il à la génération de "vouloir" ou de "aimer"?
Le striatum ventral (nucleus accumbens) est célèbre pour sa motivation, mais récemment le striatum dorsal (neostriatum) est devenu impliqué dans la motivation et la récompense alimentaires (en plus du rôle bien connu du striatal dorsal dans le mouvement) (Balleine et al., 2007; Palmiter, 2007; Schultz et Dickinson, 2000; Volkow et al., 2002; Sage, 2009). Par exemple, les neurones dopaminergiques qui se projettent sur Neostriatum chez le singe codent les signaux de récompense et les erreurs de prédiction de récompense (récompenses de jus imprévues) de la même manière que les neurones dopaminergiques qui projettent de provoquer la formation de noyaux accumbens (Schultz et Dickinson, 2000). La libération de dopamine humaine dans le striatum dorsal s’accompagne de l’état de manque provoqué par la visualisation de signaux alimentaires ou de drogue (dans certaines études, il existe une plus forte corrélation que dans le striatum ventral) (Volkow et al., 2002; Volkow et al., 2008; Wang et al., 2004a). La dopamine néostriatale est nécessaire pour générer un comportement alimentaire normal, car la nourriture est rétablie chez les souris déficientes en dopamine aphagique par remplacement de la dopamine dans le néostriatum (Palmiter, 2007; Szczypka et al., 2001).
De même, la stimulation mu-opioïde du néostriatum peut stimuler la prise de nourriture, au moins dans la partie ventrolatérale (Zhang et Kelley, 2000). Prolongeant ce résultat, nous avons récemment découvert que d'autres régions du néostriatum peuvent également médier la prise alimentaire stimulée par les opioïdes, y compris les parties les plus dorsales du néostriatum. En particulier, nos observations suggèrent que la stimulation opioïde mu du quadrant dorsomédial du neostriatum améliore la consommation d'aliments appétissants (DiFeliceantonio et Berridge, observations personnelles). Dans une étude pilote récente, nous avons observé que les rats mangeaient plus de deux fois plus de friandises au chocolat (bonbons M&M) après avoir reçu des micro-injections DAMGO dans le striatum dorsomédial qu'après des micro-injections de véhicules témoins. Ainsi, nos résultats soutiennent l'idée que même les parties les plus dorsales du néostriatum peuvent participer à la génération d'une motivation incitative à consommer une récompense alimentaire (Balleine et al., 2007; Palmiter, 2007; Schultz et Dickinson, 2000; Volkow et al., 2002; Sage, 2009).
Le pallidum ventral: le générateur le plus crucial de nourriture 'aimant' et 'désirant'?
Le pallidum ventral est relativement nouveau dans la littérature sur les structures limbiques, mais constitue une cible de sortie principale des systèmes de noyau accumbens discutés ci-dessus, et nous pensons qu’il est particulièrement crucial pour la motivation et le plaisir de manger (Heimer et Van Hoesen, 2006; Kelley et al., 2005a; Morgane et Mokler, 2006; Sarter et Parikh, 2005; Smith et al., 2009; Swanson, 2005; Zahm, 2006). Le pallidum ventral contient dans sa moitié postérieure son propre hotspot hédonique en millimètres cubes, ce qui est particulièrement crucial à la fois pour maintenir les niveaux normaux de «sympathie» et pour améliorer ces «sympathies» à des niveaux élevés (Figure 4). Cette opinion est basée en grande partie sur des études menées dans notre laboratoire par Howard Cromwell, Kyle Smith et Chao-Yi Ho (Peciña et al., 2006; Smith et Berridge, 2005; Smith et Berridge, 2007; Smith et al., 2009; Smith et al., 2010) et des études en collaboration avec Amy Tindell et J. Wayne Aldridge (Tindell et al., 2004; Tindell et al., 2006) et concorde avec les rapports d'autres chercheurs (Beaver et al., 2006; Berridge et Fentress, 1986; Childress et al., 2008; Kalivas et Volkow, 2005; Miller et al., 2006; Napier et Mitrovic, 1999; Pessiglione et al., 2007; Shimura et al., 2006; Zubieta et al., 2003).
L’importance du pallidum ventral est reflétée par le fait surprenant que c’est la seule région du cerveau connue à ce jour où la mort neuronale supprime toutes les réactions «d’aimer» et les remplace par «ne pas aimer», même pour des raisons de douceur (du moins pendant plusieurs périodes). semaines) (Cromwell et Berridge, 1993). Cette affirmation peut surprendre les lecteurs qui se souviennent d’avoir appris que l’hypothalamus latéral était le site où les lésions provoquaient des béances aversives vis-à-vis de la nourriture (Teitelbaum et Epstein, 1962; Winn, 1995), donc quelques explications sont en ordre. On sait depuis longtemps que de larges lésions de l’hypothalamus latéral perturbent les réactions d’appréciation ainsi que les comportements volontaires de consommation de nourriture et de consommation d’alcool (Teitelbaum et Epstein, 1962; Winn, 1995), les lésions gênantes de ces études chez le 1960 et le 1970 ont généralement endommagé non seulement l'hypothalamus latéral, mais également le pallidum ventral (Schallert et Whishaw, 1978; Stellar et al., 1979; Teitelbaum et Epstein, 1962).
Howard Cromwell, une étude plus précise sur les lésions menée dans notre laboratoire, a révélé que l'aversion suivait uniquement les lésions qui endommageaient le pallidum ventral (antéro et latéral de l'hypothalamus latéral), celles qui ne causaient que des dommages à l'hypothalamus latéral ne provoquaient pas d'aversion (Cromwell et Berridge, 1993). Des études de suivi menées par Chao-Yi Ho dans notre laboratoire ont récemment confirmé que la mort neuronale dans le pallidum postérieur ventral produisait du sucrose «ne pas aimer» et supprimait les réactions d'aimer le goût sucré pendant des jours ou des semaines après les lésions (Ho et Berridge, 2009). Une aversion similaire est produite par une inhibition même temporaire des neurones situés à peu près dans le même hotspot (via la microinjection de muscimol, agoniste du GABA) (Ho et Berridge, 2009; Shimura et al., 2006). Ainsi, le pallidum ventral semble particulièrement nécessaire dans les circuits du cerveau antérieur pour une «douceur» normale.
Le point névralgique hédonique du pallidum ventral peut également générer un «goût» accru pour la nourriture lorsqu’il est stimulé neurochimiquement (Ho et Berridge, 2009; Smith et Berridge, 2005; Smith et Berridge, 2007). Des études menées par Kyle Smith dans notre laboratoire ont d'abord montré que, dans le hotspot hédonique du pallidum ventral, un volume d'environ un millimètre cube dans la partie postérieure de la structure, les microinjections de l'agoniste des opioïdes DAMGO ont provoqué la formation d'un goût de saccharose deux fois plus important. réactions normales (Smith et Berridge, 2005) L’activation des opioïdes dans le pallidum postérieur postérieur a également amené les rats à manger plus de deux fois plus de nourriture. En revanche, si les mêmes microinjections d'opioïdes étaient déplacées antérieurement hors du hotspot vers le pallidum ventral, elles supprimaient en fait les «goûts» et les «désirs» hédoniques, compatibles avec la possibilité d'une zone générant le dégoût dans l'antérieur. la moitié du pallidum ventral (Calder et al., 2007; Smith et Berridge, 2005). Ces effets illustrent bien le hotspot et semblent concorder avec les conclusions de plusieurs autres laboratoires sur l’importance de l’activation du pallidum ventral dans les produits alimentaires, les médicaments et d’autres produits de récompense (Beaver et al., 2006; Calder et al., 2007; Johnson et al., 1993; Johnson et al., 1996; McFarland et al., 2004; Shimura et al., 2006; Zubieta et al., 2003).
Un point chaud hédonique orexin dans le pallidum ventral?
Y a-t-il d'autres neurotransmetteurs hédoniques dans le point chaud du pallidum ventral qui peuvent amplifier les réactions de type «aimer»? Un candidat prometteur est orexin, supposé être associé à la faim et être récompensé dans la région hypothalamique latérale (Aston-Jones et al., 2009; Harris et al., 2005). Les neurones à Orexine font saillie de l’hypothalamus au pallidum ventral, en particulier de sa région postérieure contenant le hotspot hédonique opioïde (Baldo et al., 2003). Les neurones du pallidum ventral reçoivent donc directement les entrées d’orexine et expriment en conséquence les récepteurs de celle-ci (Nixon et Smale, 2007).
Les résultats d'études récentes menées dans notre laboratoire indiquent qu'orexin dans le pallidum ventral peut renforcer le goût pour les récompenses sucrées (Ho et Berridge, 2009). Chao-Yi Ho a découvert que les microinjections d'orexine-A dans le même site postérieur que le point chaud hédonique opioïde du pallidum ventral amplifient le nombre de réactions de goût sur le goût de saccharose. Les microinjections d'orexine dans le pallidum ventral ne parviennent pas à augmenter les réactions négatives de la quinine, ce qui indique que seuls les aspects positifs du plaisir sensoriel ont été améliorés et non toutes les réactions provoquées par le goût (Ho et Berridge, 2009). Bien que d'autres études soient nécessaires, ces premiers résultats suggèrent un mécanisme par lequel les états de faim pourraient donner un goût encore meilleur aux aliments au goût agréable, peut-être via un lien hypexhalamus-ventral-pallidum entre orexin et.
La preuve finale que le pallidum ventral atténue l’impact hédonique des sensations «appréciées» est que les niveaux de mise à feu des neurones dans le code du hotspot hédonique postérieur «plaisent» aux récompenses sucrées, salées et autres aliments (Aldridge et al., 1993; Aldridge et Berridge, 2010; Beaver et al., 2006; Calder et al., 2007; Tindell et al., 2004; Tindell et al., 2005; Tindell et al., 2006). Les neurones situés dans le point chaud du pallidum ventral s'enflamment plus rapidement lorsque les rats mangent une pastille de sucre ou rencontrent même un signal de récompense, mesuré par des électrodes d'enregistrement implantées de manière permanente (Tindell et al., 2004; Tindell et al., 2005). La mise à feu de neurones déclenchés par le saccharose semble coder spécifiquement le «goût» hédonique pour le goût (Aldridge et Berridge, 2010). Par exemple, les neurones pallidaux ventral se déclenchent lorsqu'une solution de saccharose est infusée dans la bouche, mais les mêmes neurones ne déclenchent pas une solution de NaCl trois fois plus salée que l'eau de mer et assez désagréable. Cependant, les neurones du point chaud du pallidum ventral commencent soudainement à se mettre au goût de la triple eau de mer si un état physiologique d’appétit de sel est induit chez le rat (Tindell et al., 2006; Tindell et al., 2009) en administrant du furosémide et de la désoxycorticostérone en tant que médicaments imitant les signaux hormonaux d'appauvrissement en sodium de l'angiotensine et de l'aldostérone (Krause et Sakai, 2007), et pour augmenter le "goût" perçu pour le goût intensément salé (Berridge et Schulkin, 1989; Tindell et al., 2006). Ainsi, les codes du code du pallidum ventral dégustent le plaisir d’une manière sensible aux besoins physiologiques du moment. L'observation que ces neurones hédoniques se trouvent dans le même hotspot hédonique, où l'activation des opioïdes provoque une augmentation des réactions d'aimer le goût sucré suggère que leur cadence de tir pourrait en fait faire partie du mécanisme de causalité qui applique le lustre du plaisir à la sensation gustative (Aldridge et Berridge, 2010).
Un cas dans lequel le pallidum ventral peut améliorer le «désir» sans «aimer» est observé après la désinhibition des neurones GABA dans le pallidum ventral (Smith et Berridge, 2005). Kyle Smith a microinjecté la bicuculline, un antagoniste du GABA, qui a libéré les neurones de la suppression tonique du GABAergic, les aidant probablement à se dépolariser électriquement de manière similaire à une électrode stimulante. Le résultat psychologique de la dépolarisation pallidale ventrale était presque identique à celui de la stimulation par électrode hypothalamique latérale. La consommation de nourriture a été doublée, mais il n’ya eu aucune augmentation du nombre de réactions d’appréciation du goût de saccharose (contrairement à la stimulation des opioïdes par les microinjections de DAMGO sur le site, qui a accru l’absence de goût et l’appréciation) ()Smith et Berridge, 2005).
Caractère coopératif des noyaux accumbens et des points chauds du pallidum ventral
Non seulement le noyau accumbens et le pallidum ventral contiennent-ils des points névralgiques hédoniques dans lesquels la stimulation par les opioïdes améliore-t-il le goût, mais les deux points névralgiques travaillent ensemble pour créer un réseau coordonné destiné à renforcer le "goût" (Smith et Berridge, 2007). Lors de travaux menés dans notre laboratoire, Kyle Smith a découvert que les microinjections d'agonistes des opioïdes dans l'un ou l'autre des points chauds activaient l'expression de Fos distant dans l'autre point chaud, ce qui indique que chaque point chaud recrute l'autre pour renforcer le "goût hédonique" hédonique. De plus, le blocage des opioïdes par la naloxone dans l'un ou l'autre des points chauds pourrait supprimer le "goût" accru produit par la microinjection de DAMGO dans l'autre, indiquant qu'une participation unanime était requise. De telles observations suggèrent que les deux points chauds interagissent réciproquement dans un seul circuit "de prédilection" et que le circuit complet est nécessaire pour amplifier l'impact hédonique. Cependant, l'activation d'accumbens en elle-même est susceptible de provoquer une augmentation du «manque» et de l'ingestion de nourriture, indépendamment de la participation pallidale ventrale (et que la «sympathie» soit renforcée simultanément) (Smith et Berridge, 2007).
Connecter les systèmes de récompense et de régulation du cerveau
De grands progrès ont été accomplis ces dernières années dans la compréhension des interactions neuronales entre les systèmes de récompense mésocorticolimbique et les systèmes de régulation hypothalamique de la faim calorique et de la satiété (Baldo et Kelley, 2007; Baldo et al., 2004; Berthoud et Morrison, 2008; Carr, 2007; Finlayson et al., 2007; Fulton et al., 2006; Harris et al., 2005; Harris et Aston-Jones, 2006; Kelley et al., 2005b; Mela, 2006; Myers, 2008; Palmiter, 2007; Robertson et al., 2008; Scammell et Saper, 2005; Zheng et Berthoud, 2007; Zheng et al., 2007).
Alors, comment les États de la faim pourraient-ils augmenter le "goût" de la nourriture dans l'alliesthésie (Cabanac, 1979; Cabanac, 2010), ou augmenter le «désir» de rendre les aliments plus attrayants? Et comment des différences individuelles pourraient-elles se croiser pour produire des troubles de l'alimentation ou de l'obésité chez certaines personnes? Il existe un certain nombre de mécanismes prometteurs pour de telles interactions. Nous spéculerons brièvement sur quelques-uns ici.
La nourriture, un puissant facteur de motivation pendant la faim
Une possibilité consiste à élever le besoin de nourriture directement pendant la faim et peut-être à renforcer cet attrait chez les personnes obèses. Chez les humains, certaines études ont mesuré la saillance incitative supérieure des signaux alimentaires, soit par des mouvements oculaires dirigés plus rapidement ou plus longtemps, soit plus fréquemment vers la vue des aliments, ou par des mesures connexes de l'attention visuelle. Par exemple, il a été signalé que les personnes obèses dirigent automatiquement leur attention visuelle davantage vers la vue des aliments que les personnes non obèses, en particulier lorsqu'elles ont faim (Nijs et al., 2009). Un autre rapport suggère que la faim augmente la saillance incitative des signaux alimentaires chez les personnes de poids normal et les personnes obèses, comme en témoigne la durée accrue du regard, mais que les personnes obèses ont des mesures plus élevées de la saillance incitative des images de nourriture, même après avoir mangé récemment (Castellanos et al., 2009). Une plus grande importance incitative des images d'aliments pourrait également être liée à la notion classique de psychologie sociale selon laquelle l'obésité implique une externalité accrue ou une réaction excessive vis-à-vis des stimuli incitatifs (Nisbett et Kanouse, 1969; Schachter, 1968).
Alliesthésie aux opioïdes pendant la faim?
De même, le "goût" hédonique pour la nourriture est renforcé pendant la faim. L’activation des opioïdes endogènes dans les points chauds hédoniques est l’un des principaux candidats pour améliorer le goût des aliments pendant la faim. Si le goût des aliments, lorsqu'il était affamé, évoquait une libération plus élevée d'opioïdes endogènes pour stimuler les récepteurs des opioïdes mu, les aliments auraient un meilleur goût que lorsqu'ils étaient rassasiés. Quiconque avait une forme exagérée de ce mécanisme hédonique trouverait que la nourriture avait un goût particulièrement bon. Pour le point chaud de noyau accumbens, nous pensons que le signal d'opioïde mu naturel proviendra probablement de la libération d'enképhaline naturelle. La B-endorphine endogène est un ligand plus efficace pour les récepteurs des opioïdes mu que l’enképhaline, et il a été suggéré que les neurones de l’endorphine B se projetent de l’hypothalamus vers d’autres structures limbiques (Bloom et al., 1978; Zangen et Shalev, 2003), mais les endorphines peuvent ne pas être suffisamment présentes dans l’enveloppe médiale pour accomplir cette tâche (SJ Watson, communication personnelle, 2009). Par conséquent, les enképhalines, plutôt que la B-endorphine, sont probablement le signal mu-opioïde le plus disponible dans la coque du noyau accumbens. L'enképhaline provient d'une grande population de neurones intrinsèques au sein de la coquille (la population qui exprime l'ARNm de l'enképhaline avec les récepteurs D2 et l'ARNm de GABA), ainsi que des neurones de projection provenant du pallidum ventral et des structures associées qui transmettent également des signaux GABA et enképhaline.
Un circuit cérébral hypothalamo-thalamique-accumbens intriguant destiné à stimuler les signaux d'enképhaline dans la coque du noyau accumbens pendant les états de faim calorique a été suggéré par Ann Kelley et ses collègues (Kelley et al., 2005a). Kelley et al. ont proposé que les neurones d’orexine dans l’hypothalamus latéral projetent d’activer les neurones du glutamate dans le noyau paraventriculaire thalamique. À leur tour, les neurones thalamiques paraventriculaires se projettent dans la coquille du noyau accumbens où ils utilisent les signaux du glutamate pour exciter les grands interneurones contenant de l’acétylcholine. Kelley et ses collègues ont suggéré que les neurones de l'acétylcholine de la coque médiane activent spécifiquement les neurones d'enképhaline voisins. Les neurones libérant de l'enképhaline doivent inclure de manière plausible ceux situés dans le point chaud hédonique millimétrique en millimètres de la coque médiale (curieusement, les champs des grands neurones de l'acétylcholine s'étendent sur environ 1 par millimètre). Il est donc concevable que la faim potentialise le signal opioïde endogène dans le point chaud d'accumbens pour amplifier les «goûts» et les «désirs» pour une nourriture au goût agréable.
Mécanismes endocannabinoïdes de l'alliesthésie?
Un autre mécanisme potentiel pour améliorer le goût des aliments pendant la faim est le recrutement d’endocannabinoïdes au sein du même point chaud hédonique de la coque interne. Les preuves suggèrent que les endocannabinoïdes pourraient également être recrutés par la faim. Par exemple, Kirkham et ses collègues ont rapporté qu’un jeûne 24-h chez le rat augmente les niveaux d’endocannabinoïdes, d’anandamide et de 2-arachidonoyle, le glycérol dans les structures limbiques du cerveau antérieur, y compris le noyau accumbens (Kirkham et al., 2002). Une augmentation des endocannabinoïdes pendant la faim pourrait donc renforcer le "goût" hédonique pour la nourriture (Kirkham, 2008; Kirkham, 2005). Cela pourrait potentialiser le «goût», en particulier si les signaux endocannabinoïdes potentialisés atteignent le même point chaud dans la coque médiale du noyau accumbens, où les micro-injections d’anandamide sont connues pour améliorer le goût pour le goût sucré (Mahler et al., 2007). Il est également intéressant de noter que les endocannabinoïdes facilitent également la dopamine mésolimbique via la zone tégmentale ventrale et d’autres sites, ce qui pourrait faciliter la «promotion» de la saillance incitative des aliments agréables au goût, indépendamment de la «sympathie» hédonique (Cota et al., 2006; Kirkham, 2005).
Mécanismes d'allihésie à l'orexine?
Une autre série de possibilités implique à nouveau orexin, mais en agissant de manière plus directe que par le biais d’une boucle thalamique intermédiaire pour activer les neurones de hotspot (Kelley et al., 2005a). Les neurones les plus pertinents pour la production d’exexine se trouvent dans l’hypothalamus latéral, où il a été suggéré de méditer la récompense de la nourriture, des drogues, du sexe, etc. (Aston-Jones et al., 2009; Harris et al., 2005; Harris et Aston-Jones, 2006; Muschamp et al., 2007) [des neurones supplémentaires en orexine ou en hypocrétine sont également présents dans d’autres noyaux hypothalamiques, qui peuvent au lieu de cela activer l’éveil et la vigilance (Berridge et al., 2009; Espana et al., 2001)].
Les neurones orexine liés à la récompense dans l’hypothalamus latéral sont activés par des signaux arqués de neuropeptide-Y (NPY) pendant la faim (Berthoud et Morrison, 2008; Gao et Horvath, 2007). Certains neurones d’oreexine se projettent sur le pallidum ventral et sur le noyau accumbens (Baldo et al., 2003; Borgland et al., 2009; Korotkova et al., 2003; Peyron et al., 1998; Zheng et al., 2007). Comme décrit ci-dessus, nous avons récemment découvert que les microinjections d’orexine dans le point chaud du pallidum ventral peuvent directement potentialiser les réactions d’appréciation du goût sucré (Ho et Berridge, 2009). Spéculativement, alors, l'activation de l'orexine pendant la faim pourrait directement améliorer l'impact hédonique en stimulant les neurones situés dans des points chauds hédoniques, tels que le pallidum postérieur ventral. Ainsi, orexin pourrait effectivement activer le même hotspot hédonique que le sont les signaux opioïdes mu dans le pallidum ventral (et éventuellement dans le noyau accumbens). De plus, orexin pourrait stimuler le "manque" à la fois par ces points chauds du cerveau antérieur et par le biais de projections de neurones dopaminergiques mésolimbiques dans le tegmentum ventral.
Mécanismes de la leptine de l'alliesthésie?
Dans le sens opposé, les états de satiété suppriment les «goûts» et les «désirs» d'aliments même s'il est difficile de désactiver complètement la récompense alimentaire (Berridge, 1991; Cabanac, 1979; Cabanac et Lafrance, 1990; Kringelbach et al., 2003; O'Doherty et al., 2001; Small et al., 2001). Un mécanisme candidat pour créer une alliesthésie négative pendant la satiété est la leptine, sécrétée par les cellules adipeuses du corps. La leptine agit sur les neurones du noyau arqué, d'autres noyaux hypothalamiques et du tronc cérébral, y compris dans le tegmentum ventral, où elle peut moduler les circuits dopaminergiques mésolimbiques et le «manque de nourriture» (Choi et al., 2010; Figlewicz et Benoit, 2009; Friedman et Halaas, 1998; Fulton et al., 2006; Grill, 2010; Hommel et al., 2006; Leinninger et al., 2009; Robertson et al., 2008). Il est également concevable que la leptine contribue également à la suppression de la sympathie induite par l'alliesthésie en stimulant les neurones POMC / CART arqués hypothalamiques pour activer les récepteurs MCR4 sur les neurones paraventriculaires, ou en supprimant les neurones NPY-AGrP incurvés, afin de supprimer les neurones stimulation opioïde ou orexine des points chauds hédoniques du pallidum ventral ou du noyau accumbens.
Chez les humains, Farooqi et O Rahilly et leurs collègues ont rapporté des résultats fascinants impliquant un dysfonctionnement de la capacité de la leptine à supprimer le "désir" ou le "goût" d'une forme particulière d'obésité génétique: les personnes nées présentant une déficience monogénique en leptine, qui demander de la nourriture et bientôt devenir obèse (Farooqi et al., 2007; Farooqi et O'Rahilly, 2009). En l'absence de leptine, ces personnes ont une cote de préférence exagérée pour les aliments en corrélation directe avec l'activation de nucleus accumbens par des stimuli alimentaires mesurés par IRMf. Contrairement à la plupart des gens, l'activation de leur accumbens n'est pas inhibée par le fait d'avoir mangé récemment un repas complet, ce qui suggère une persistance anormale d'activation du «goût» et du «vouloir» limbiques, même pendant la satiété. Farooqi et ses collègues ont également signalé que l'administration de médicaments à base de leptine exogène à ces personnes permettait à la satiété calorique de retrouver la capacité de supprimer l'activation limbique par les aliments, de sorte que les cotes de goût étaient alors corrélées à l'activation de noyau accumbens uniquement lorsqu'elles étaient affamées et non plus rassasiées après un repas. . De tels résultats semblent concorder avec la notion selon laquelle la leptine (en interaction avec d'autres signaux de faim / satiété) laisse la capacité des signaux de satiété aux repas de supprimer le "goût" et le "manque" d'aliments (Farooqi et al., 2007).
Chez le rat, l’administration de leptine dans la région tegmentale ventrale peut entraîner une suppression des vitesses de décharge des neurones dopaminergiques mésolimbiques, ce qui est compatible avec une réduction du «manque» et une suppression comportementale de la consommation d’aliments agréables au goût (Hommel et al., 2006). La leptine et l’insuline ont également été montrées dans la région tegmentale ventrale pour empêcher la stimulation du comportement alimentaire et de la prise alimentaire résultant autrement de la stimulation par une opioïde mu de la même structure produite par la microinjection de DAMGO (Figlewicz et al., 2007; Figlewicz et Benoit, 2009). Les actions analogues à la satiété de l'insuline dans la région tegmentale ventrale semblent impliquer la régulation à la hausse du transporteur de la dopamine (DAT) dans les neurones de la dopamine et la réduction conséquente des taux de dopamine extracellulaire synaptique dans le noyau accumbens (Choi et al., 2010; Figlewicz et al., 2007; Figlewicz et Benoit, 2009). Cependant, il convient de noter que l'idée selon laquelle la leptine supprime le fait de «vouloir» et «aimer» de la nourriture est encore peu connue. Paradoxalement, par exemple, un effet presque opposé a été rapporté chez des souris déficientes en leptine (ob / ob), dans la mesure où la leptine semblait stimuler des taux congénitalement faibles d’accumbens dopamine (Fulton et al., 2006; Myers et al., 2009). Cette pièce du puzzle reste à expliquer.
Le stress en tant que promoteur de l'alimentation et de la consommation
Le stress favorise la consommation d'aliments au goût agréable chez environ 30% de la population (Dallman et al., 2003; Dallman, 2010). Plusieurs mécanismes psychologiques et neurobiologiques pourraient expliquer l'hyperphagie induite par le stress. Les explications traditionnelles de la suralimentation induite par le stress ont généralement mis l’accent sur les aspects aversifs du stress et les effets apaisants hédoniques de la consommation d’aliments savoureux. En d’autres termes, l’augmentation de l’alimentation pendant le stress est traditionnellement considérée comme une tentative de réduction du stress par l’automédication hédonique (Dallman et al., 2003; Dallman, 2010; Koob, 2004).
De même, la libération du facteur de libération de la corticotropine (CRF), un mécanisme cérébral du stress, aurait pour effet de produire un état aversif augmentant indirectement l'ingestion en favorisant la consommation d'aliments très appétissants (aliments réconfortants) afin de réduire l'état aversif ( auto-médication hédonique) (Dallman et al., 2003; Dallman et al., 2006; Koob et Kreek, 2007). Conformément au concept de médicament hédonique, la consommation d’aliments réconfortants sucrés peut réduire la réactivité de la HPA et réduire les taux basaux de CRF dans l’hypothalamus après un stress, alors que les facteurs de stress augmentent la libération de CRF (Dallman et al., 2003; Dallman, 2010; Koob, 2004). Le blocage des récepteurs CRF peut augmenter la consommation d’aliments moins appétissants tout en réduisant la consommation de saccharose (Cottone et al., 2009).
Cependant, la libération de CRF augmente également directement dans le noyau central de l’amygdale en mangeant des aliments au goût agréable (Merali et al., 2003), et les élévations de CRF induites expérimentalement dans l'hypothalamus ou l'amygdale étendue ont tendance à supprimer les comportements d'ingestion et la prise de nourriture, et non à les améliorer (Ciccocioppo et al., 2003; Koob, 2004). Cela semble anormal pour l'idée que des états aversifs sont nécessaires pour la CRF, ou que la CRF stimule de manière fiable l'ingestion dans les structures cérébrales qui médiatisent ses effets aversifs.
Une explication pourrait être que, dans d'autres structures cérébrales, la CRF et le stress peuvent directement potentialiser l'incitation à «vouloir» manger, sans nécessairement provoquer des états aversifs ni nécessiter une auto-médication hédonique pour alimenter l'alimentation. Par exemple, dans notre laboratoire, Susana Peciña a constaté que la microinjection de CRF dans la coque du noyau accumbens favorisait directement le «manque» de saccharose provoqué par des signaux, dans des conditions excluant un mécanisme de motivation aversif ou une explication auto-médicamenteuse hédonique. Au lieu de cela, les microinjections de CRF dans l'enveloppe médiane du noyau accumbens ont directement élevé l'attribution de la saillance incitative aux signaux appariés sucre.
Le CRF a intensifié les efforts phasiques pour obtenir des friandises sucrées déclenchées par des rencontres avec des signaux de sucre, dans un test de transfert pavlovien-instrumental conçu pour exclure des explications alternatives en plus de la saillance incitative (Pecina, Schulkin et Berridge, 2006). La microinjection de CRF était aussi puissante que la microinjection d’amphétamine dans le noyau accumbens (qui aurait induit une libération de dopamine) en augmentant les pics de "manque" induit par le signal. Tout comme la dopamine, le CRF dans nucleus accumbens a multiplié le pouvoir motivationnel des signaux de sucre pour déclencher un pic phasique de désir de récompense, plutôt que d'agir comme un moteur constant ou un état constamment aversif. C'est-à-dire que les élévations de "manque" induites par le CRF vont et viennent avec l'apparition et la disparition du signal physique, bien que le CRF reste dans le cerveau pendant toute la période. Cette synergie de «vouloir», qui nécessite la combinaison de la cue et du CRF, est compatible avec le modèle de la saillance incitative de Figure 1, et suggère que le CRF n’a pas produit une pulsion aversive constante pour obtenir du saccharose, mais a plutôt multiplié l’attrait des signaux alimentaires.
Cet effet incitatif de la CRF dans le noyau accumbens peut fournir une nouvelle explication de la raison pour laquelle le stress peut augmenter les crises de frénésie alimentaire déclenchées par une réplique. L'explication est que le CRF dans nucleus accumbens rend la vue, l'odorat, le son ou l'imagination de la nourriture plus «recherchés» et plus en mesure de déclencher une «envie» intense de manger la nourriture associée. Les CRF dans l’amygdale centrale et l’amygdale élargie pourraient également avoir des fonctions d’incitation similaires (Stewart, 2008). L'implication clinique la plus importante de ces résultats est que la CRF induite par le stress peut renforcer le «désir» de manger, même si l'état de stress est déclenché, même si l'état de stress n'est pas perçu comme étant aversif. Même un stress heureux, comme gagner à la loterie ou obtenir une promotion, pourrait déclencher ce mécanisme incitatif de FRC. Cela peut également être lié aux raisons pour lesquelles l'administration de glucocorticoïdes peut augmenter la consommation volontaire d'aliments au goût agréable (Bhatnagar et al., 2000), même si les rats s’efforcent d’obtenir des perfusions intraveineuses de glucocorticoïdes (Piazza et al., 1993). Bien que le stress et la motivation soient traditionnellement considérés comme des opposés psychologiques, les mécanismes cérébraux qui les modifient peuvent en fait se chevaucher dans une mesure surprenante (Faure et al., 2008; Merali et al., 2003; Pecina et al., 2006; Reynolds et Berridge, 2008). L'automédication hédonique des états aversifs peut ne pas toujours être nécessaire pour que le stress oblige les gens à trop manger. En bref, le stress peut ne pas toujours être nécessaire DISpour favoriser la surconsommation.
Dépendances alimentaires?
Bien que controversée, l’idée de dépendance alimentaire est de plus en plus considérée comme valable, du moins dans certains cas de surconsommation compulsive (Avena et al., 2008; Dagher, 2009; Dallman, 2010; Davis et al., 2004; Davis et Carter, 2009; Ifland et al., 2009; Kessler, 2009; Lowe et Butryn, 2007; Pelchat, 2009; Rogers et Smit, 2000). La signification de la dépendance alimentaire peut varier quelque peu en fonction de la personne qui la définit. Certaines définitions mettent l’accent sur la stimulation sensorielle sucrée, salée ou grasse artificiellement intense et sur la nature technologiquement améliorée des aliments transformés modernes, affirmant qu’ils sont devenus des stimuli super incitatifs possédant un pouvoir de motivation semblable à celui du médicament (Cocores et or, 2009; Corwin et Grigson, 2009; Ifland et al., 2009; Kessler, 2009; Pelchat, 2009; Volkow et al., 2008). Les aliments modernes et leurs repères peuvent en effet jouer un rôle dans les mécanismes de sympathie et de désincitation du cerveau à des niveaux intenses, en particulier chez certaines personnes (Davis et Carter, 2009; Finlayson et al., 2007; Mela, 2006; Zheng et Berthoud, 2007).
D’autres points de vue limiteraient l’étiquette relative à la dépendance alimentaire à un nombre relativement restreint de personnes, en particulier aux cas de suralimentation extrême qui frôlent de près la contrainteDavis et al., 2008; Davis et Carter, 2009; Davis et al., 2009; Gearhardt et al., 2009). Par exemple, Davis et Carter suggèrent que seules les personnes considérées obèses et présentant un trouble de l'hyperphagie boulimique intense sont qualifiées, avec des caractéristiques de dépendance et de perte de contrôle et de rechute. Ces personnes sont particulièrement enclines à se décrire comme des «mangeurs excessifs» ou des «toxicomanes» (Davis et Carter, 2009; Davis et al., 2009). Suggérant un mécanisme sous-jacent potentiel, Davis et ses collègues ont récemment découvert que ces individus portaient beaucoup plus de risques de porter à la fois l'allèle G + du gène du récepteur qui code un «gain de fonction» pour les signaux d'opioïde mu et de porter simultanément l'allèle A2 associé. avec le marqueur Taq1A pouvant augmenter la liaison au récepteur D2 de la dopamine (Davis et al., 2009). Davis et ses collègues suggèrent que cette combinaison génétique peut augmenter les signaux d'opioïde cérébraux et les signaux de dopamine, et ainsi augmenter le "goût" et le "manque" d'aliments dans un double-coup qui favorise la boulimie et l'obésité. Dans le même ordre d'idées, Campbell et Eisenberg ont suggéré que les personnes possédant des gènes qui favorisent un fonctionnement élevé de la dopamine pourraient de la même manière ressentir de plus fortes poussées déclenchées par la réplique en présence d'aliments et être davantage exposées au développement de l'obésité (Campbell et Eisenberg, 2007).
De telles suggestions semblent tout à fait compatibles avec ce que nous savons des mécanismes cérébraux de la saillance incitative et de l’impact hédonique. À l'extrême, et lorsqu'elles sont axées sur la saillance incitative, de telles suggestions pourraient même produire des équivalents alimentaires d'une incitation à la sensibilisation, une théorie cérébrale de la dépendance qui explique pourquoi les toxicomanes peuvent parfois «vouloir» se droguer même lorsqu'ils ne le font pas particulièrement ». comme eux (Robinson et Berridge, 1993; Robinson et Berridge, 2003; Robinson et Berridge, 2008). Des niveaux compulsifs de «désir» de manger pourraient également être produits par une hyper-réactivité de type sensibilisation dans des circuits cérébraux mésolimbiques de saillance incitative. Cette idée est compatible avec les suggestions selon lesquelles des modifications de type sensibilisation du système mésolimbique cérébral sont produites par une exposition à des cycles de régimes et de boulingues (Avena et Hoebel, 2003a; Avena et Hoebel, 2003b; Bell et autres, 1997; Bello et al., 2003; Carr, 2002; Colantuoni et al., 2001; de Vaca et Carr, 1998; Gosnell, 2005). Il est certain que les cas de modification codés génétiquement de la signalisation des opioïdes, de la dopamine ou de la leptine humains décrits ci-dessus pourraient avoir altéré les circuits de récompense du cerveau qui fonctionnent vers les aliments de la même manière que s'ils étaient sensibilisés aux drogues. Une telle personne pourrait être exposée à des pics intenses de «désintoxication» provoquée par des signaux, à des niveaux excessifs que d'autres personnes ne subissent tout simplement pas dans la vie normale et ne peuvent expérimenter que si elles ont très sérieusement faim. Ce genre de compulsion à manger mériterait fort bien d’être qualifiée de dépendance à l’alimentation.
En général, la controverse sur le point de savoir si la suralimentation devrait plus généralement être appelée dépendance continuera probablement pendant un certain temps. La question de savoir si le «manque» de nourriture peut atteindre le même niveau d'intensité élevé que l'on croit caractériser la toxicomanie, et chez qui, sont des questions empiriques ouvertes. Néanmoins, même tous les consommateurs de drogues habituels ne sont pas «toxicomanes» au sens de sensibilisation au risque, et les consommateurs excessifs varieront également sur le plan psychologique. Il peut être utile de garder à l'esprit que «vouloir» et «aimer» varient graduellement selon les continuums, plutôt que catégoriquement comme «dépendants ou non». Il y aura beaucoup de nuances de gris.
Conclusion
Les rôles de «aimer» et de «vouloir» dans l'obésité commencent tout juste à être compris. Nous finissons par revenir au cadre de possibilités logiques esquissé au début.
Premièrement, il est possible que l'élévation dysfonctionnelle des mécanismes de «sympathie» ou de «désirer» provoque au moins certains cas de suralimentation. En principe, le «goût» hédonique pourrait être modifié chez certaines personnes, comme peut-être dans certains cas de frénésie alimentaire, comme mentionné ci-dessus. Alternativement, le «désir» déclenché par une réplique pourrait augmenter via une modification distincte chez certaines personnes, quelque peu similaire au phénomène de sensibilisation incitative lié à la dépendance. Les «goûts» et les «désirs» des aliments peuvent se dissocier un peu, même dans des situations normales, par exemple lorsque le fait de «vouloir» diminue plus rapidement ou plus loin que le fait de «vouloir» le même aliment au fur et à mesure que la satiété progresse. Les troubles de l'alimentation peuvent exagérer cette séparation et conduire à des cas dans lesquels «vouloir» est trop élevé (ou trop faible) par rapport à «aimer» qui reste plus normal. Les augmentations de la saillance incitative des signaux alimentaires ou des paramètres sous-jacents de la fonction cérébrale liés à la dopamine, évoqués ci-dessus, semblent correspondre à cette possibilité.
Deuxièmement, les mécanismes de «manque» ou de «sympathie» pourraient changer d'obésité ou de troubles de l'alimentation, mais plutôt comme un marqueur ou une conséquence de leur état plutôt que comme une cause. Par exemple, il semble concevable qu’au moins certains changements dans la liaison du récepteur de la dopamine D2 chez les individus obèses soient une conséquence plutôt que la cause de leur alimentation excessive. Enfin, "aimer" et "vouloir" peuvent fonctionner normalement dans d'autres cas, de sorte que la source du problème et sa solution devraient être recherchées ailleurs.
La tendance croissante à l'augmentation du poids corporel résulte de la disponibilité abondante d'aliments en interaction avec un système de récompense du cerveau qui a évolué dans des environnements de rareté relative. Dans les environnements évolutifs, des systèmes cérébraux de motivation et d'appétit qui étaient généralement «disparus» avec peu de «stop» pouvaient rester adaptatifs, mais certaines caractéristiques de ces systèmes cérébraux peuvent aller à l'encontre des intérêts des personnes. Une meilleure compréhension des mécanismes de «désirer» et de «aimer» adaptés aux types individuels de troubles de l'alimentation et d'obésité pourrait conduire à de meilleures stratégies thérapeutiques, et aiderait peut-être les personnes qui souhaitent créer plus efficacement leurs propres signaux d'arrêt.
Remerciements
Cet article est dédié à la mémoire de Ann E. Kelley (chef de file dans le domaine des neurosciences de la récompense alimentaire) et de Steven J. Cooper (chef de file en psychopharmacologie de la récompense alimentaire). La carrière de ces scientifiques exceptionnels a ouvert la voie à de nombreux problèmes abordés ici, et leurs décès récents ont été de tristes pertes pour le terrain. Nous remercions Ryan Selleck pour le redessin Chiffres 1, , 2,2et Et3.3. Les résultats décrits ici sont issus de travaux soutenus par les subventions DA015188 et MH63649 du NIH.
Notes
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