Ces neurones peuvent nous dire de continuer à manger, même lorsque nous sommes pleins

La nourriture est une sorte de récompense et plus elle a de goût, plus elle est gratifiante. De nouvelles recherches sur des souris identifient les neurones et les circuits cérébraux qui régulent le plaisir que prennent les rongeurs. Certains de ces mécanismes neuronaux sont également impliqués dans le traitement de la récompense.
Une nouvelle recherche identifie des cellules du cerveau contrôlant l'appétit chez la souris et susceptibles d'exister chez l'homme. Les résultats peuvent avoir des implications significatives pour les personnes souffrant de troubles de l'alimentation.

Une nouvelle étude publiée dans la revue Neuroscience de la nature trouve des neurones et des circuits neuronaux qui contrôlent la quantité de plaisir des souris - et probablement des humains - en mangeant.

Des chercheurs de l'Institut de neurobiologie Max Planck à Martinsried, en collaboration avec l'Institut Friedrich Miescher de Bâle, en Suisse, ont entrepris d'examiner les mécanismes cérébraux qui régissent l'appétit et la consommation alimentaire.

Les trois premiers auteurs de l'étude sont Amelia Douglass, Hakan Kucukdereli et Marion Ponserre, tous trois doctorants qui, dans le cadre de cette étude, ont collaboré avec d'autres chercheurs et auteur principal, le professeur Rüdiger Klein, directeur de l'Institut de neurobiologie Max Planck.

Comme l'expliquent les auteurs, nous savons que nos processus cérébraux à la recherche de récompenses et au traitement de récompenses contrôlent également l'appétit, mais on ne sait pas exactement comment ou si d'autres zones du cerveau peuvent également jouer un rôle.

L'équipe explique également que des recherches antérieures ont montré qu'une région du cerveau appelée noyau central de l'amygdale (CeA) est impliquée dans l'alimentation et le traitement de la récompense, mais que les neurones et les circuits qui conduisent ces comportements ne sont pas clairs.

L'amygdale est la région du cerveau qui est essentielle pour traiter les émotions, prendre des décisions, répondre à des situations exigeantes sur le plan émotionnel et apprendre en association avec des événements effrayants ou agréables.

Comme l'explique le professeur Klein, des chercheurs de l'Institut de technologie de Californie à Pasadena ont déjà souligné qu'une classe de neurones appelés neurones PKC-delta, qui résident dans cette zone CeA, peuvent faire cesser la consommation de souris.

"J'ai trouvé cette étude fascinante sur les neurones de l'anorexie dans l'amygdale", explique le professeur Klein. Ainsi, pour la nouvelle recherche, les scientifiques ont cherché à déterminer s’il y avait ou non d’autres neurones impliqués dans l’appétit et la consommation alimentaire.

L'équipe s'est concentrée sur une population différente de neurones à base de CeA, appelés neurones HTR2a.

Étudier les neurones HTR2a

Les chercheurs ont utilisé une série de techniques innovantes d’optogénétique et de pharmacogénétique pour examiner ces neurones. L'optogénétique est une technique de pointe qui modifie génétiquement les neurones afin de les rendre sensibles à la lumière. Ensuite, avec la bonne fréquence de lumière, les chercheurs peuvent activer et désactiver de manière sélective certains neurones.

De même, l'outil pharmacogénétique appelé imagerie du calcium en profondeur du cerveau a permis aux chercheurs de modifier génétiquement les neurones pour qu'ils deviennent fluorescents, et donc traçables, au contact du calcium.

Une autre technique utilisée pour tracer les neurones reposait sur l'utilisation du virus de la rage. Les techniques de traçage neuronal viral ont révolutionné la neuroanatomie ces dernières années, permettant aux neuroscientifiques de cartographier les connexions dans le cerveau.

Comment les neurones HTR2a contrôlent l'appétit

À l'aide de ces techniques, les chercheurs ont pu montrer, in vivo, que les neurones HTR2a «modulent la consommation alimentaire, favorisent le renforcement positif et sont actifs pendant le repas».

"Fondamentalement, nous avons montré que les cellules HTR2a ont un effet positif sur la consommation alimentaire chez la souris, et que les souris l'aiment lorsque ces cellules sont actives", explique Douglass.

Plus précisément, l’équipe a montré que l’activation de ces neurones incitait les souris à manger plus longtemps. En fait, cet effet était d’autant plus évident que les souris étaient déjà pleines.

De plus, d'autres expériences ont montré que les souris appréciaient l'activation de ces neurones; En utilisant un engin conçu pour l’étude, les rongeurs pouvaient allumer ces neurones en appuyant sur un interrupteur avec leur museau.

Le co-auteur Kucukdereli détaille les résultats, en disant: "Il était clair que les souris aimaient avoir des cellules HTR2a actives - elles ne pouvaient pas laisser le commutateur seul."

"Lorsque nous avons simplement éliminé les cellules HTR2a, les souris continuaient à manger régulièrement et ne perdaient pas de poids à long terme. Lorsque nous inactivions les cellules, les souris ne mangeaient pas autant d'aliments appétissants même s'ils avaient faim."

Ce qui est important, ces neurones ont semblé exercer cette influence sur l'appétit de la souris seulement une fois que les rongeurs ont déjà commencé à manger. Les cellules HTR2a ne semblaient pas être actives lorsque les souris étaient simplement informées qu'elles allaient recevoir de la nourriture.

Cela a suggéré aux chercheurs que HTR2a peut avoir un impact sur le goût des aliments. En fait, les chercheurs ont pu "faire" que les souris jouissent d'un certain goût qu'elles n'avaient pas préféré auparavant simplement en allumant ces cellules.

Comment deux types de neurones s'inhibent

Enfin, la recherche met en évidence une dynamique intrigante entre les neurones HTR2a et les neurones PKC-delta que des recherches antérieures avaient identifiées dans l'amygdale. Après avoir tracé les réseaux neuronaux, les chercheurs ont découvert un circuit synaptique qui suggère que les neurones HTR2a et les neurones PKC-delta peuvent s'inhiber mutuellement.

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"Manger quelque chose de mauvais active les cellules PKC-delta, inhibant ainsi les cellules HTR2a, provoquant l'arrêt des animaux", explique le co-auteur principal Ponserre. "En revanche, manger quelque chose de délicieux active les cellules HTR2a, inhibant ainsi les cellules PKC-delta, entraînant un lien entre la consommation alimentaire et la récompense."

"Nous avons certainement un bon point de départ pour étudier les liens entre la consommation alimentaire, l’état émotionnel et le système de récompense. Il existe probablement des cellules et des circuits similaires dans le cerveau humain, et cela pourrait également constituer un domaine de recherche intéressant. avec des troubles de l'alimentation. "

Prof. Rüdiger Klein