Augmentation de l'agressivité par stimulation lumineuse d'une aire spécifique du cerveau grâce à l'optogénétique.
La stimulation électrique de certaines régions hypothalamiques chez les chats et les rongeurs peut provoquer un comportement agressif, mais la localisation exacte des cellules impliquées dans ces régions, leur rôle dans l’agression qui a lieu naturellement et leur relation avec les circuits impliqués dans la reproduction n'était pas claire. Les méthodes génétiques permettant de manipuler l'activité neuronale chez la souris sont un outil potentiel particulièrement puissant pour approcher ce problème et l’agression liée à une stimulation provoquée du cerveau n'avait jamais été démontrée chez cette espèce.
Ici les chercheurs montrent que la stimulation par l'optogénétique, de neurones dans la subdivision ventrolatérale de l'hypothalamus ventromédial (VMHvl) amène les souris mâles à attaquer aussi bien des femelles et des objets inanimés que d'autres souris mâles. L'inhibition du VMHvl par des méthodes pharmacogénétiques inhibe l’agression inter-mâles liée à cette stimulation par l'optogénétique. L'analyse des premiers gènes à s'exprimer et des enregistrements spécifiques de neurones individuels dans le VMHvl pendant l'interaction sociale révèle qu'il y a chevauchement partiel entre les zones impliquées dans le combat et celles impliquées dans la reproduction, mais ces deux comportements sont dirigés par des sous-populations différentes du VMHvl. Des neurones activés pendant l'attaque sont inhibés pendant la reproduction, suggérant qu'il y a potentiellement un substrat neuronal lié à cette compétition entre ces deux comportements sociaux opposés.
Cet article montre comment des chercheurs ont réussi grâce à la méthode de l'optogénétique (qui consiste à activer des neurones par la lumière dans le cerveau des souris grâce à l'implantation d'un virus et d'une diode) à provoquer des comportements aggressifs chez la souris mâle contre une femelle et contre un gant en plastique, alors que normalement, la souris mâle n'aurait pas été aggressive à leur encontre. Cette aggressivité est liée à l'activation spécifique d'une aire dans l'aire cérébrale nommée hypothalamus. Les chercheurs ont élégamment montré que la souris ne devenait aggressive que lorsque l'aire en question était activée par leur méthode, mais reprenait un comportement normal sinon. Des vidéos sont disponibles en ligne sur le site de Nature.
Cette étude est spécifique à la souris. Chez les rats qui sont pourtant aussi des rongeurs, l'aire liée à l'agressivité est légèrement différente: on parle de l'aire de l'agressivité hypothalamique (HAA), qui est une aire plus large et plus diffuse que la subdivision ventrolatérale de l'hypothalamus ventromédial (VMHvl) de la souris. Chez l'homme, une aire spécifique n'a pas encore été identifiée à ma connaissance. Bien au contraire, chez l'homme, plusieurs aires semblent impliquées dans le comportement agressif, mais l'hypothalamus est aussi très certainement une des aires impliquées dans l'agressivité.
Cette étude montre que, chez la souris, on peut provoquer un comportement aggressif à l'aide d'outils génétiques. Des comportements essentiels tel que l'agressivité ou la reproduction pourraient donc être tout simplement contrôlés par des outils génétiques et physiques.
Des vidéos sont disponibles gratuitement sur le site de Nature où l'on peut voir:
Electrical stimulation of certain hypothalamic regions in cats and rodents can elicit attack behaviour, but the exact location of relevant cells within these regions, their requirement for naturally occurring aggression and their relationship to mating circuits have not been clear. Genetic methods for neural circuit manipulation in mice provide a potentially powerful approach to this problem, but brain-stimulation-evoked aggression has never been demonstrated in this species. Here we show that optogenetic, but not electrical, stimulation of neurons in the ventromedial hypothalamus, ventrolateral subdivision (VMHvl) causes male mice to attack both females and inanimate objects, as well as males. Pharmacogenetic silencing of VMHvl reversibly inhibits inter-male aggression. Immediate early gene analysis and single unit recordings from VMHvl during social interactions reveal overlapping but distinct neuronal subpopulations involved in fighting and mating. Neurons activated during attack are inhibited during mating, suggesting a potential neural substrate for competition between these opponent social behaviours.
