Deux études récentes viennent encore une fois montrer qu’il y a très souvent plus de régions cérébrales d’impliquées dans un phénomène mental que ce que l’on croyait. Car rien n’est isolé dans le cerveau et il n’y a pas de “centre de” quoi que ce soit. C’est plutôt toujours affaire de multiples régions interconnectées qui forment des réseaux au gré des situations et des tâches à effectuer. Et ce qui est intéressant dans ces deux études, c’est que l’on a identifié des connexions fonctionnelles entre deux régions cérébrales avec deux approches différentes : en traçant le trajet des axones de certains neurones, et par des techniques de génétique ayant conduit à l’isolation d’un nouveau récepteur membranaire.

La première étude intitulée “Serial Prefrontal Pathways Are Positioned To Balance Cognition and Emotion in Primates” a été publiée dans le Journal of Neuroscience en septembre dernier par Mary Kate P. Joyce et ses collègues. Elle partait du constat que la région dorsolatérale préfrontale du cortex est activée par des tâches cognitives alors que la région ventromédiale sugénuale du cortex cingulaire (aussi appelée aire 25 de Brodmann) est davantage active lors de l’expression d’émotions. Or les hauts et les bas de la vie nécessitent que des régions comme le cortex dorsolatéral préfrontal puisse communiquer avec des régions comme l’aire 25 pour assurer une saine régulation des émotions. Le problème, c’est qu’il y a très peu de voies nerveuses entre ces deux régions. D’où l’hypothèse qu’une autre région servirait d’intermédiaire entre les deux.

C’est cette hypothèse qui a pu être confirmée en utilisant des colorants capables de marquer les axones des circuits cérébraux chez le singe rhésus. On a pu ainsi constater que des neurones du cortex dorsolatéral préfrontal envoyait des axones dans les couches profondes de l’aire 32 de Brodmann (aussi appelée région antérieure prégénuale du cortex cingulaire) où se trouve d’importantes populations de neurones inhibiteurs. De l’aire 32 partent ensuite des axones d’autres neurones qui vont rejoindre l’aire 25 de Brodmann. On voit donc comment ce circuit a théoriquement tout ce qu’il faut pour constituer un réseau efficace de la régulation des émotions. Réseau qui pourrait perdre de son efficacité chez les personnes souffrant de dépression, par exemple (l’article présente un indice en ce sens, lié à une grande densité de récepteurs NMDA dans l’aire 25 qui sont la cible de certains antidépresseurs).

Le second article dont je voulais vous parler s’intitule “A Thalamic Orphan Receptor Drives Variability in Short-Term Memory” et vient aussi d’être publié le mois dernier par Priya Rajasethupathy et son équipe dans la revue Cell. Encore une fois, on part d’une supposition un peu simpliste associant la mémoire de travail à de l’activité nerveuse persistante uniquement dans le cortex préfrontal. La mémoire de travail est ce que l’on utilise pour stocker brièvement de l’information en attendant de fournir une réponse, comme lorsqu’on attend qu’une autre personne finisse de parler avant de lui donner la réplique. Cette capacité de retenir sans grands efforts quelques instants une information nous est utile dans presque toutes nos activités courantes. Comme chez la souris, qui est le modèle animal utilisé dans cette étude, on ne peut pas tester la mémoire de travail en lui faisant retenir les items d’une liste d’épicerie, on procède autrement. On dépose simplement le rongeur dans un labyrinthe plusieurs fois de suite et l’on regarde quel couloir il va explorer. Car les animaux ayant une bonne mémoire de travail vont avoir tendance à retenir les bras du labyrinthe déjà explorés et aller voir plutôt les autres.

Sans entrer dans les détails méthodologiques de l’approche génétique de cette étude, disons qu’on a pu identifier un gène sur le chromosome 5 de la souris qui contribuait de manière substantielle (de l’ordre de 17%) à expliquer quelles souris avaient une bonne mémoire de travail et lesquelles en avaient une moins bonne. Or ce gène, qui existe aussi chez les humains, permet de produire un récepteur membranaire dit « orphelin » puisque l’on ne connaît pas encore la molécule qui peut s’y fixer. Mais une chose étonnante que cette étude a pu montrer cependant, c’est que ce récepteur est présent non pas dans le cortex préfrontal mais bien dans le thalamus. Et des enregistrements électrophysologiques ont permis de constater qu’ils aident à synchroniser l’activité nerveuse entre le cortex préfrontal et le thalamus durant des tâches de mémoire de travail. Une synchronisation d’activité qui était d’autant plus forte que les souris réussissaient mieux une tâche nécessitant leur mémoire de travail.

Encore une fois, une faculté mentale (ici la mémoire de travail) n’est pas confinée à une seule région cérébrale mais implique l’activité synchrone d’au moins deux régions bien distinctes. De là à dire que les êtres humains ne sont pas faits non plus pour être confinés à un seul endroit et qu’ils doivent interagir dans un réseau social plus vaste pour s’épanouir pleinement, il n’y a qu’un pas. Que je ne franchirai pas pour ne pas trop replonger le couteau dans la plaie dans les circonstances actuelles… Courage tout le monde, tenez bon !