Contrôle de l'état d'éveil chez la souris par stimulation lumineuse d'une aire spécifique du cerveau grâce à l'optogénétique.
L’activité neuronale dans le locus coeruleus noradrénergique corrèle avec des périodes d’éveil et d’excitation. Quoiqu’il en soit, on ne sait toujours pas si une activité tonique ou phasique dans ces neurones est nécessaire ou suffisante pour induire des transitions entre des états comportementaux différents et un état d’éveil à long-terme.
En utilisant l'optogénétique chez la souris (qui consiste en résumé à activer des neurones par la lumière dans le cerveau des souris grâce à l'implantation d'un virus et d'une diode), les chercheurs ont trouvé qu'il y a une relation causale fréquence-dépendante entre l'activité des neurones du locus coeruleus, l'activité corticale, les transitions sommeil-vers-éveil et l'activité physique liée à l'éveil chez la souris. Ils ont aussi trouvé qu'une stimulation soutenue à haute fréquence du locus coeruleus à des fréquences de 5 Hertz et plus causait des "arrêts comportementaux" (la souris ne bouge plus) réversibles. Ces résultats suggèrent que le locus coeruleus est finement réglé pour réguler l'éveil de l'organisme et que des rafales de surexcitation noradrénergique provoquent des crises comportementales qui ressemblent à celles observées chez des gens avec des maladies neuropsychiatriques.
Dans cette étude, les auteurs montrent qu'ils ont réussi à stimuler ou au contraire à inhiber l'excitation comportementale, autrement dit l'état d'éveil, chez la souris. Cet article confirme déjà le rôle d'une aire, le locus coeruleus, dans l'éveil, et surtout il montre qu'on commence à clairement comprendre comment l'éveil et le réveil pourraient fonctionner.
Encore une fois, cette étude est spécifique à la souris et d'autres études chez d'autres espèces seraient nécessaires pour confirmer la manière dont cette aire fonctionne chez la plupart des Mammifères.
Cette étude montre qu'on est désormais capables de contrôler partiellement le réveil et l'état d'excitation/attention durant l'éveil en influant sur une seule aire chez la souris grâce à l'optogénétique.
Des vidéos sont disponibles gratuitement sur le site de Nature où l'on peut voir:
Neural activity in the noradrenergic locus coeruleus correlates with periods of wakefulness and arousal. However, it is unclear whether tonic or phasic activity in these neurons is necessary or sufficient to induce transitions between behavioral states and to promote long-term arousal. Using optogenetic tools in mice, we found that there is a frequency-dependent, causal relationship among locus coeruleus firing, cortical activity, sleep-to-wake transitions and general locomotor arousal. We also found that sustained, high-frequency stimulation of the locus coeruleus at frequencies of 5 Hz and above caused reversible behavioral arrests. These results suggest that the locus coeruleus is finely tuned to regulate organismal arousal and that bursts of noradrenergic overexcitation cause behavioral attacks that resemble those seen in people with neuropsychiatric disorders.
