#trendsincognitivesciences #cerveau #réseau Quel type de réseau est le cerveau ?

Un problème non résolu du 18^ème siècle. (A) Charles Bonnet et un passage de son Essai de Psychologie (...). En termes modernes, ses deux hypothèses alternatives correspondent à (B) et (C) à droite. Dans un réseau de neurones (B), les cellules (ou combinaisons de cellules) de la couche de cellules d'où partent les signaux efférents sont fixes dans leurs représentations - au moins jusqu'à ce qu'un nouvel apprentissage se produise (neurones où arrivent les signaux afférents). L'information est incorporée dans les connexions du réseau et il n'y a pas de ségrégation spatiale entre le stockage et le traitement. Dans un réseau de communication (C), l'information est sous forme symbolique, et le même substrat physique transporte des informations différentes d'un instant à l'autre. 

 

Les différentes zones du cortex cérébral sont reliées par un réseau de substance blanche, constitué des axones myélinisés des cellules pyramidales. Ce réseau est-il un réseau de neurones, au sens où les représentations du monde sont incarnées dans la structure du réseau, son schéma de nœuds et ses connexions ? Ou s'agit-il d'un réseau de communication, où le même substrat physique transporte des informations différentes d'un instant à l'autre ? Cette question fait partie de la question plus large de savoir si le cerveau est mieux modélisé par le connexionnisme ou par l'intelligence artificielle symbolique (IA), mais nous l'examinons dans le contexte spécifique de la psychophysique de la comparaison des stimuli et du format et du protocole de transmission de l'information sur les voies cérébrales à longue portée. D. Mollon, Chie Takahashi, Marina V. Danilova, dans Trends in Cognitive Sciences, publication en ligne en avant-première, 22 février 2022

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#Cell #exclusif #Kr-h1 #neurotranscriptomes Kr-h1 maintient des neurotranscriptomes spécifiques à la caste en réponse aux hormones socialement régulées

Worker genes = gènes d'ouvière
Gamergate genes = Gènes de reine
Hunting = Chasse
Reproduction = Reproduction
Kr-h1 present = Kr-h1 présent
Kr-h1 depleted = Kr-h1 diminué
Stable cases = Cas stables

 

La plasticité comportementale est la clé de la survie des animaux. Les fourmis Harpegnathos saltator peuvent basculer entre le statut d'ouvrière et celui de reine (gamergate*) en fonction de l'issue des conflits sociaux, ce qui permet d'étudier comment des états comportementaux distincts sont atteints dans le cerveau adulte. En utilisant des manipulations sociales et moléculaires dans des fourmis vivantes et des cultures neuronales de fourmis, nous montrons que l'ecdysone et l'hormone juvénile entraînent des différences moléculaires et fonctionnelles dans le cerveau des travailleurs et des gamergates et dirigent le répresseur transcriptionnel Kr-h1 vers différents gènes cibles. Nous montrons que l'épuisement de Kr-h1 dans le cerveau provoque une dé-répression de gènes « socialement inappropriés » : les gènes des gamergates sont soumis à régulation positife chez les travailleurs, tandis que les gènes des travailleurs sont soumis à régulation positive chez les gamergates. Au niveau phénotypique, la perte de Kr-h1 a entraîné l'émergence de comportements spécifiques aux travailleurs chez les gamergates et de traits spécifiques aux gamergates chez les travailleurs. Nous concluons que Kr-h1 est un facteur de transcription qui maintient des états cérébraux distincts établis en réponse aux hormones socialement régulées. Janko Gospocic, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, novembre 2021

*gamergate = La gamergate est une fourmi ouvrière de "rang hiérarchique élevé" capable de s'accoupler et de se reproduire dans une colonie de fourmis sans reine (cf Wikipedia). 

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#trendsinendocrinlogyandmetabolism #malbouffe #cerveau #alimentation #neurobiologie #comportement Malbouffe et alimentation du cerveau : comment le régime alimentaire parental influe sur la neurobiologie et le comportement de la progéniture

 

Influence intergénérationnelle des régimes alimentaires contenant de "super-aliments" versus "malbouffe"
Gut Health = Santé de l'Intestin
Brain Health = Santé du Cerveau
Brain & Behavior = Cerveau et Comportement
Les "super-aliments" (à gauche) améliorent les performances cognitives, motrices et intellectuelles en comparaison de la "malbouffe" (à droite). Les profils neurocomportementaux seraient héréditaires et dépendraient pour beaucoup de l'alimentation.

Des modes de de vies malsains ainsi que les problèmes de santé mentale sont en augmentation à l’heure actuelle. Non seulement le surpoids et l’obésité induits par la malbouffe sont des facteurs de risque de troubles cérébraux, mais ils sont associés à une mauvaise santé sur le plan intergénérationnel. Ici, nous rendons compte des connaissances actuelles relatives à la manière dont le régime alimentaire maternel et paternel à la fois exerce une influence sur le développement du cerveau de la progéniture, prédisposant potentiellement les enfants à des troubles mentaux. Les preuves indiquant l’influence du régime alimentaire maternel et paternel sur la programmation métabolique du nourrisson et le développement de ses fonctions neurocomportementales sont en constante augmentation, avec potentiellement, des effets en aval sur la santé mentale et la résilience. Au-delà du système nerveux central (SNC), l’axe de signalisation microbiote-intestin-cerveau apparaît comme un important médiateur de la physiologie de l’hôte. Nous discutons la manière dont s’opèrent les semailles intergénérationnelles du microbiome intestinal par transmission parents-enfants peut influencer la santé de l’intestin et la neurobiologie de la progéniture.  Carina Bodden, et al, dans Trends in Endocrinology & Metabolism, publication en ligne en avant-première, 30 avril 2021

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#trendsinneurosciences #cerveau #développement #compromis Coup de Projecteur - Contrôle des Dommages lors du Développement du Cerveau : Compromis et Conséquences

Interaction entre Mécanismes de Surveillance Génomique et Dommages causés au Cerveau en Développement ou au Cerveau Malade.

(A) Le Développement cortical cérébral normal avec progéniteurs neuraux (en bleu) génère des neurones (en bleu, en rouge). Les mutations somatiques (en rouge) de leurs progéniteurs ou des neurones au cours du développement peut mener à un cerveau-mosaïque phénotypiquement normal. (B) Les défauts mitotiques des progéniteurs (en vert) survenant au cours du développement peut perturber la ségrégation des chromosomes et l’intégrité de l’ADN, causant une apoptose généralisée (en blanc). Les cellules mutantes mourantes peuvent être retirées par la microglie, menant à une diminution du nombre de neurones et à une microcéphalie.  (C) En l’absence de mécanismes de surveillance génomique, les progéniteurs mutants et les neurones (en vert) persistent. Cela peut atténuer la microcéphalie mais causer simultanément une forte aneuploïdie chez les cellules non purgées.  

La surveillance génomique est cruciale pour le façonnage du cerveau en développement. Cependant, ces mécanismes sont-ils toujours bénéficiaires, et peuvent-ils être améliorés dans le but d’améliorer le devenir d’une maladie neurodéveloppementale ? Un article récent de Shi et al. (Nat. Commun., 2019) met en lumière sur ces questions et examine les conséquences de l’induction instabilité génomique et de suppression des mécanismes de protection pour le développement du cortex cérébral. Fernando C. Alsina, Debra L. Silver, dans Trends in Neurosciences, publication en ligne en avant-première, 22 août 2019

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#Cell #activiténeurale #cerveau Activité Neurale Corrélée Entre Cerveaux de Chauves-Souris

Enregistrement simultané d'activité neurale chez des chauves-souris engagées dans des interactions sociales
Local field potential = potentiel de champ local
Spikes = Pics d'activité neurale
Activité neurale en corrélation entre cerveaux sur des échelles de temps multiples
Activité neurale chauve-souris 1
Activité neurale chauve-souris 2
Les corrélations inter-cerveaux covarient en fonction de l'étendue de l'interaction sociale
Separate social environments = Environnements sociaux distincts
Not interacting = Pas d'interaction
Interacting = Intéraction patente
No correlation = Pas de corrélation
High correlation = Corrélation élevée 

Des interactions sociales surviennent entre de multiples individus, mais quelle relation y-a-t-il avec la dynamique de leurs neurones au niveau de leurs cerveaux ? Afin de poser cette question à travers diverses échelles de temps et divers niveaux d’activité neurale, nous en avons enregistré l’activité électrique chez des couples de chauves-souris engagées dans des interactions sociales variées, à l'aide d'une technique d'électrophysiologie sans fil. Nous avons mis en évidence que l’activité neurale était en remarquable corrélation entre leurs cerveaux sur des laps de temps s’échelonnant entre quelques secondes et quelques heures. Nous avons établi que la corrélation dépend de l’environnement social partagé ; elle particulièrement forte en cas de potentiels de champs locaux de haute fréquence (>30 Hz), suivis d’une activité de pointes (modification du potentiel d’action) locale. De plus, nous avons montré que le degré de corrélation neurale varie en fonction de l’étendue des interactions sociales, et qu’une augmentation de cette corrélation correspond au déclenchement d’une phase d’interaction sociale. Ces résultats révèlent que la corrélation inter-cérébrale est une caractéristique inhérente aux interactions sociales naturelles, ils révèlent le domaine d’activité neurale dominant, et fournissent les fondements pour l’étude de son rôle fonctionnels dans les comportements sociaux. Wujie Zhang et Michael M. Yartsev, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 20 juin 2019

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#trendsincognitivesciences #cerveau #vieillissement #dédifférenciation #neurones Dédifférenciation neuronale dans le cerveau vieillissant

(A) Les participants sont présentés avec des exemples des différentes catégories de perceptions (ici, scènes et objets) qui déclenchent l’activité catégorie-sélective dans différentes régions du cortex occipito-temporal. (B) La dédifférenciation neuronale liée à l’âge prend la forme d’une diminution de la sélectivité catégorielle – la différence entre la réponse d’une région à un stimulus préféré versus la réponse à un stimulus non-préféré – chez les participants âgés versus les participants jeunes. (C) Trois schémas possibles de réponse du cortex catégorie-sélectif à des stimuli préférés et à des stimuli non-préférés pourraient sous-tendre la dédifférenciation neuronale décrite en (B). La dédifférenciation neuronale pourrait avoir comme force motrice la réduction de la réponse d’une région à un stimulus préféré (atténuation), une augmentation de la réponse d’une région à un stimulus non-préféré (élargissement), ou un mélange des deux (…).

Beaucoup de capacités cognitives déclinent avec l’âge, même en l’absence de toute pathologie détectable. De récentes évidences indiquent que la dédifférenciation neuronale, évaluée en termes d’index sélectivité neuronale, pourrait contribuer à ce déclin. Nous passons en revue ici les travaux d’exploration de la relation existant entre la dédifférenciation neuronale, la cognition, et l’âge. Il existe des évidences convaincantes des effets de l’âge sur la sélectivité neuronale provenant de la recherche réalisée sur modèles animaux de laboratoire et chez l’homme. Cependant, les données actuelles suggèrent que l’âge ne produit pas d’effet modérateur sur les relations observées entre la dédifférenciation neuronale et la performance cognitive. Nous proposons donc que la variance significative sur le plan fonctionnel dans les mesures de dédifférenciation neuronale reflètent à la fois les effets dépendants et indépendants de l’âge. Nous proposons ensuite que les effets de l’âge sur la dédifférenciation neuronale ne reflète pas uniquement les conséquences préjudiciables du vieillissement. Joshua D. Koen, Michael D. Rugg, dans Trends in Cognitive Sciences, publication en ligne en avant-première, 5 juin 2019  

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#trendsincancer #cancer #Intestin #cerveau Axe Intestin-Cerveau : Ouverture de la voie vers le cancer du cerveau

Microbiome dysbiosis = Dysbiose du microbiote
Metabolic abnormality = Anomalie métabolique
Immune regulation = Régulation immunitaire
Brain cancer = Cancer du cerveau
Genomic alteration = Altération génomique

Modèle Suggéré d’Engrenages Emboîtés Reliant le Microbiome Intestinal à la Régulation Immune et au Développement de Tumeurs Cérébrales. Des microbiotes particuliers peuvent exercer leurs effets par l’intermédiaire de l’inflammation et de l’immunosuppression de concert avec les anomalies qui, en liaison avec l’accumulation des mutations somatiques, peuvent mener au développement d’un cancer du cerveau. 

L’axe intestin-cerveau, matérialisé par les vaisseaux sanguins et les vaisseaux lymphatiques, ouvre la voie aux microbiotes pour impacter le cerveau. Les populations bactériennes de l’intestin représentent un bon candidat de facteurs non génétiques contribuant de manière substantielle au développement de tumeurs du cerveau et au succès des thérapies. Spécifiquement, la suppression du système immunitaire et l’induction d’une inflammation par les microbiotes amplifient la signalisation proliférative, limitent la mort cellulaire et provoquent à la fois angiogénèse et invasivité tumorale. 

De plus, une altération des métabolites microbiens ainsi que de leurs niveaux dans l’organisme pourrait stimuler la prolifération cellulaire. Nous proposons ici un nouveau modèle à engrenages interconnectant tous ces domaines interdisciplinaires dans toute leur complexité. Notre modèle pourrait influencer les études mécanistiques sur le cancer du cerveau et améliorer l’efficacité des traitements par le développement de l’oncologie de précision. Ruty Mehrian-Shai, et al, dans Trends in Cancer, publication en ligne en avant-première, 16 mars 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct

#cell #drosophila #cerveau Volume Complet du Cerveau de Drosophila melanogaster adulte

Drosophila melanogaster possède un répertoire très riche de comportements acquis et innés. Son cerveau comportant 100 000 neurones représente une large cible pour la réalisation d’une cartographie complète des circuits neuronaux. Seule la microscopie électronique (ME) permet une cartographie complète et non biaisée de la connectivité synaptique ; cependant, le cerveau de la mouche est trop grand pour l’exploration par ME conventionnelle.

Nous avons donc développé une plateforme sur mesure de ME à haut débit et réalisé l’imagerie du cerveau entier d’une mouche adulte à une résolution atteignant le niveau de la synapse. Afin de valider le jeu de données, nous avons recherché la circuiterie à l’échelle du cerveau impliquant le corps pédonculé en forme de champignon (CPFC - abréviation MB dans le texte), ayant fait l’objet de recherches approfondies pour ce qui est de son rôle dans l’apprentissage. Toutes les afférences aboutissant aux Cellules de Kenyon -CKs- [olfaction chez les insectes]* et les neurones intrinsèques du CPFC ont été cartographiées, révélant un type cellulaire autrefois inconnu, partenaire des dendrites postsynaptiques des KCs, et un regroupement inattendu des neurones de projection. Cette méthode d’investigation par ME se révèle fiable pour ce qui est de la cartographie de la circuiterie au niveau du cerveau entier, conduisant à l’accélération des connaissance dans le domaine des neurosciences chez Drosophila. Zhihao Zheng, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 19 juillet 2018

*ajout du traducteur

Source iconographique et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ       

#cell #cerveau #neuromodulation Circuits ancestraux pour une modulation coordonnée des données relatives au cerveau

MultiMAP: alignement de l'activité et de l'identité moléculaire au niveau cellulaire
Dépistage de l'activité neuromodulatrice neuronale au cours de séquences comportementales
L'état de vigilance est codé par des types multiples de cellules neuromodulatrices
On observe une dynamique dépendante de l'état de l'organisme conservée chez le poisson zèbre et la souris
Activité de plusieurs types de cellules neuromodulatrices corrélées les unes avec les autres chez le poisson zèbre
Low alertness = Faible vigilance
High alertness = Vigilance élevée
Une vigilance accrue implique des réactivités plus rapides   

Les états internes du cerveau influent profondément sur le comportement. Les états fluctuants comme la vigilance peuvent être gouvernées par la neuromodulation; toutefois, les mécanismes sous-jacents ainsi que les types cellulaires impliqués ne sont pas totalement connus. Nous avons développé une méthode permettant un dépistage global des cellules impliquées dans le contrôle du comportement en intégrant l’activité du cerveau entier par imagerie par phénotypage des contenus moléculaires élevés et enregistrement du volume à une précision au niveau moléculaire. Nous avons utilisé cette méthode (MultiMAP) pour enregistrer l'activité de 22 types cellulaires selon les comportements chez le poisson zèbre au cours d’une expérience de mesure de temps de réaction relatif à la vigilance. Nous avons identifié de multiples types cellulaires monoaminergiques, cholinergiques, et peptidergiques liés à la vigilance et avons découvert que l’activité de ces types cellulaires était en corrélation les unes avec les autres au cours des phases de vigilance accrue. Nous avons ensuite, enregistré et contrôlé l’activité de cellules neuromodulatrices chez la souris ; nous avons par ailleurs établi que la dynamique des types cellulaires liés à la vigilance présentait une conservation saisissante sur le plan évolutif, ainsi qu'un comportement modulé. Ces expériences ont permis la mise au point d'une méthode non biaisée de découverte d’éléments cellulaires sous-jacents du comportement et ont révélé la conservation de plusieurs systèmes neuromodulateurs qui président collectivement à état intérieur. Matthew Lovett-Barron, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 2 novembre 2017

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct

#trendsincognitivesciences #temps #cerveau #hippocampe Anatomie Fonctionnelle du Temps : le Quoi et le Quand dans le Cerveau

Position relative de l'hippocampe dans le cerveau*
Figure A: Hippocampe humain après ablation de l'hémisphère gauche
Figure B: Système limbique 1: amygdale 2: Hippocampe 3: Fimbria 4: Fornix 5: Strie terminale 6: Septum 7: Corps mamillaire 8: Thalamus
Source iconographique et légendaire: http://www.unige.ch/cyberdocuments/theses2000/ToniN/these_body.html 

Cet article d’Opinion examine les implications de l'anatomie fonctionnelle pour ce qui est de la manière dont nous nous représentons la structure temporelle dans nos échanges avec le monde qui nous entoure. Ce questionnement offre un traitement théorique tâchant de donner une signification aux principes architecturaux présidant à la structure du cerveau chez les mammifères. Plus précisément, notre propos ici est de considérer la résultante des représentations mutualisées d’une succession temporelle et des contenus ou, heuristiquement, une résultante du Quand et du Quoi. Cette résultante pourrait expliquer le rôle central de l’hippocampe dans les hiérarchies neuronales tout en fournissant une tentative d’explicitation des récentes observations relatives au codage des séquences définies de manière ordinale.  Les conséquences conceptuelles qui en résultent au niveau neuroanatomique et physiologique peuvent peut-être expliquer comment des séquences d’assemblage cellulaire auto-organisées permettent au cerveau d’induire des comportements pertinents transcendant le « IC et NUNC » (Ici et Maintenant).   Karl Friston et Gyorgy Buzsáki, dans Trends in Cognitive Sciences, publication en ligne en avant-première, 31 mai 2016

*Le titre de la figure est un ajout du traducteur 

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#cell #cerveau #organoïde #bioréacteur #Zika Organoïdes du cerveau région-spécifiques utilisant des mini-bioréacteurs pour la modélisation de l’exposition à ZIKV*

Le virus Zika infecte de manière préférentielle les progéniteurs neuronaux d’organoïdes corticaux à un stade précoce, générés par un bioréacteur à agitation centrifuge miniaturisé, résultant en une suppression de la prolifération, une augmentation de la mort cellulaire, et des caractéristiques macroscopiques ressemblant à une microcéphalie. 

Les organoïdes cérébraux, cultures tridimensionnelles modélisant l’organogénèse, fournissent une plateforme d’investigation nouvelle du développement du cerveau humain. Toutefois, leur coût élevé, leur variabilité, et l’hétérogénéité des tissus en limitent l’utilisation. Ici, nous développons un bioréacteur à agitation centrifuge miniaturisé (SpinΩ) pour générer des organoïdes spécifiques du cerveau antérieur à partir de cellules souches humaines pluripotentes induites. Ces organoïdes reconstituent les caractéristiques clé du développement cortical humain, comprenant notamment l’organisation de la zone progénitrice, l’expression génique, et, en particulier, une couche externe de cellules gliales radiaires spécifiques à l’espèce humaine. Nous avons également développé des protocoles pour le développement d’organoïdes du mésencéphale et de l’hypothalamus. Enfin, nous avons employé la plateforme des organoïdes du mésencéphale pour modéliser l’exposition au virus Zika (ZIKV). Des analyses quantitatives ont aussi révélé une infection productive préférentielle de progéniteurs neuronaux avec des souches ZIKV africaines ou asiatiques. L’infection ZIKV mène à une mort cellulaire augmentée et une prolifération diminuée,  résultant en un volume de couche de cellules neuronales diminuée ressemblant à une microcéphalie. Pris dans leur ensemble, nos organoïdes spécifiques aux régions du cerveau et SpinΩ fournissent une plateforme accessible et versatile pour la modélisation du développement du cerveau humain et de ses pathologies ; ainsi que pour le test de composés, incluant les médicaments antiviraux potentiels contre ZIKV. Xuyu Qian et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 22 avril 2016

*Virus Zika

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle: Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

Quel est le rôle des lipoprotéines dans le cerveau?

Source iconographique: http://titan.medhyg.ch/mh/formation/article.php3?sid=30272

Les lipoprotéines du plasma transportent les lipides entre les tissus, cependant, seules les lipoprotéines de haute densité (HDL) semblent traverser la barrière hémato-encéphalique (BHE) ; ainsi, les lipoprotéines présentes dans le cerveau sont certainement produites au niveau du système nerveux central. Les apolipoprotéines E (Apo E) et ApoJ sont les apolipoprotéines les plus abondantes dans le cerveau, elles sont majoritairement synthétisées par les astrocytes ; on les trouve sur les HDL. Dans l’hippocampe et d’autres régions du cerveau, les lipoprotéines aident à la régulation des fonctions neuro-comportementales par des processus soumis à médiation par des récepteurs aux lipoprotéines. De plus, les lipoprotéines et leurs récepteurs jouent aussi un rôle dans la régulation du poids corporel et de la balance énergétique, agissant par l’intermédiaire de la lipoprotéine lipase (LPL) et les protéines liées au récepteur (LRP) des lipoprotéines de basse densité (LDL). Ainsi, la compréhension des lipoprotéines et de leur métabolisme fournit une opportunité nouvelle d’exploration pertinente d’un potentiel thérapeutique. Hong Wang et Robert H. Eckel, dans Trends in Endocrinology and Metabolism – 916, publication en ligne en avant – première, 2 novembre 2013

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ 

MicroARNs et dégénérescence des neurones: rôle et impact

Exemple de fonction biologique des MiARNs: MiARN et Cancer. A. L'augmentation de synthèse d'un miARN oncogène aboutit à l'inhibition accrue d'un ARNm issu d'un gène codant pour un suppresseur de tumeur. B. La diminution ou la perte d'un miARN ayant une fonction de suppresseur de tumeur induit une augmentation de la traduction d'un oncogène et participe par l'augmentation de la synthèse protéique de cet oncogène à la cancérogénèse. In Immuno-Analyse & Biologie Spécialisée Volume 25, Issue 5-6, October-December 2010, Pages 219-240
Source inconographique et légendaire: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0923253210001080

Les maladies neurodénératives se caractérisent par des troubles d’apparition tardive et à développement progressif, affectant les neurones dans leur fonction et leur intégrité. Bien que beaucoup d’attention ait été portée sur les fondements génétiques de ces pathologies héréditaires, c’est aux formes sporadiques que ces fondements semblent s’appliquer ; influencées par l’âge, l’environnement et les intrants génétiques. De précédents travaux ont largement traité la question du rôle des gènes spécifiques codant pour des protéines, mais aussi sur les mécanismes de régulation médiés par les RNAs non codants, dont le nombre croît exponentiellement. Ici, nous nous concentrons sur les rôles nouvellement identifiés des miRNAs dans le domaine des événements associés à l’âge, montrant un impact sur l’intégrité du cerveau à long terme et sur le développement de maladies neurodénératives. Masashi Abe, Nancy M. Bonini, in Trends in Cell Biology, online 28 September 2012, in press  

Source: www.sciencedirect.com / Traduction et adaptation: NZ

Caractérisation de variations dans le connectome fonctionnel: promesses et écueils

"Disposer d'une simulation complète du cerveau sur un supercalculateur, afin d'étudier son fonctionnement au niveau moléculaire: tel  est l'objectif du projet Blue Brain, pour lequel se sont associés l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et la société IBM. Cet outil sans précédent devrait notamment aider les chercheurs à mieux comprendre les subtilités des "circuits électriques" du cerveau".
Source iconographique:  http://automatesintelligent.blog.lemonde.fr/2011/01/30/le-projet-blue-brain-et-le-programme-europeen-human-brain-simulation-project-hbsp/
Source légendaire: http://www.sciencesetavenir.fr/high-tech/20050606.OBS9158/blue-brain-le-cerveau-simule.html

La communauté des praticiens de l'IRM fonctionnelle (IRMf) s'est emparée avec zèle des approches de connectivité fonctionnelle au repos ou intrinsèque dans la cartographie du cerveau. Après avoir démontré son utilité dans la représentation graphique à grande échelle de l'architecture fonctionnelle du cerveau, les investigateurs s'orientent maintenant vers l'amélioration du rendement des méthodes d'exploration des variations phénotypiques par identification de biomarqueurs cliniques.

Enthousiasme mis à part, les questions relatives à l'importance à accorder à la validité fonctionnelle des activités intrinsèques du cerveau demeurent. Ici, nous discutons de ces enjeux et soulignons les développements actuels qui, en déplaçant les efforts vers la découverte scientifique, permettent une réorientation, passant de la cartographie vers la compréhension des mécanismes neurophysiologiques de base qui sous-tendent les vaariations observées dans la cognition, l'émotion, et le comportement. Clare Kelly et al, in Trends in Cognitive Sciences - 1055, online 15 February 2012, in press

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ 

Détection de la conscience "au chevet" de patients dans un état végétatif: une étude de cohorte

Mesures d'activités cérébrales à l'aide de la technique Coma Recovery Scale-Revised pour détecter le moindre signe de conscience. Source: www.ulg.ac.be/cms/c_271613/erreur-diagnostiqu...

Les patients diagnostiqués "végétatifs" montrent des périodes de veille, mais ils paraissent inconscients d'eux - mêmes et de leur environnement. Bien que des mesures d'IRM fonctionnelle aient montré que certains de ces patients sont conscients, les questions de coût et d'accessibilité empêchent l'utilisation de l'examen par IRM fonctionnelle chez la plupart des ces patients. Notre but était d'évaluer la détection "au chevet" de la conscience par électroencéphalographie (EEG) chez des patients dans un état végétatif.

Cette étude a été réalisée dans deux (2) centres européens. Nous avons recruté des patients ayant subi des blessures traumatiques au cerveau et des patients ayant subi des blessures non traumatiques au cerveau; satisfaisant aux prérequis définis par l'échelle de rétablissement d'un coma (Coma Recovery Scale-Revised definition dans le texte) pour ce qui est d'un état végétatif. Nous avons développé une nouvelle application EEG impliquant de l'imagerie motrice, permettant la détection de la conscience en réponse à une commande, en l'absence de tout comportement ouvert. Les patients ont été soumis à l'application, au cours de laquelle il leur était demandé d'imaginer des mouvements de la main droite et des orteils, sur commande. Nous avons mesuré les réponses EEG commande-spécifiques chez chaque patient; et évalué chez chacun les évidences claires de marqueurs statistiques fiables et appropriés d'imagerie motrice; similaires à ceux relevés chez des sujets de contrôle sains et conscients.

Nous avons étudié seize (16) patients diagnostiqués comme étant dans un état végétatif et douze (12) sujets de contrôle sains. Trois [(3) 19%] des 16 patients pouvaient générer des réponses EEG appropriées et fiables à la suite de deux (2) commandes distinctes, et ce malgré une absence totale de réponse en termes de comportement (classification de précision 61 - 78%). Nous avons noté une relation significative entre l'historique clinique des patients (âge, temps écoulé depuis la blessure, causes, score comportemental) et leur aptitude à suivre les commandes. Lorsque les sujets étaient classés selon la cause de leur état, deux [(2)20%] des cinq (5) traumatisés et un [(1) 9%] des onze (11) non traumatisés avaient répondu de manière satisfaisante aux tests.

Malgré une évaluation clinique rigoureuse, beaucoup de patients en état végétatif échappent au diagnostic. La méthode EEG que nous avons développé est d'un coût très raisonnable, pratique, facilement accessible et objective. Elle pourrait permettre l'utilisation de la technnique "au chevet" pour le rediagnostic des patients qui paraissent entièrement végétatifs sur le plan comportemental mais chez qui pourraient subsister des fonctions cognitives et une conscience résiduelles. Dr Damian Cruse PhD, in The Lancet, Early Online Publication, 10 November 2011, in press

Source: http://www.thelancet.com/ / Traduction et adaptation: NZ

Effets d'une forte baisse de la glycémie sur la structure du cerveau chez des personnes atteintes de diabète de type 2 (étude ACCORD MIND): une sous - étude randomisée ouverte

Les variations de la glycémie ont un effet délétaire sur le cerveau. Source: www.qualityhealthguides.com/hypoglycemia-dama...

Les personnes atteintes de diabète de type 2 ont un risque d'altération des fonctions cognitives et d'atrophie du cerveau. Notre but était de comparer les effets d'un contrôle élevé de la glycémie versus un contrôle standard de la glycémie sur les fonctions cognitives et le volume du cerveau.

L'étude Mémoire et Diabète (MIND) - Memory in Diabetes dans le texte - a été effectuée sur 52 sites cliniques en Amérique du Nord; et fait partie du groupe Action pour le contrôle du Risque Cardiovasculaire dans le Diabète (ACCORD) - Action to Control Cardiovascular Risk in Diabetes dans le texte - , et est un essai randomisé en double groupe factoriel parallèle deux par deux.

Les participants (âgés de 55 à 80 ans), atteints d'un diabète de type 2 avec des concentrations élevées d'hémoglobine glyquée HbA1c (> 7,5 %; > 58 mmol/mol) et avec risque cardiovasculaire élevé, ont été répartis au hasard pour recevoir un traitement intensif pour le contrôle de la glycémie avec pour cible d'atteindre des niveaux de concentration en HbA1c inférieurs à 6% (42 mmol/mol); ou un traitement standard pour le contrôle de la glycémie avec pour cible d'atteindre des niveaux de concentration en HbA1c inférieurs à 7,0-7,9% (53 - 63 mmol/mol). La randomisation était réalisée à l'aide d'un système centralisé internet; le protocole d'affectation des traitements étant ouvert et connu du personnel de l'étude clinique et des participants à l'étude.

Nous avons évalué:

1. les fonctions cognitives par le score aux tests de substitution (DSST) - Digit Symbol Substitution Test dans le texte - comme paramètre de mesure principal des fonctions cognitives (modèle statistique de mesure de différence intergroupe: modèle à effets mixtes).

2. le Volume Total du Cerveau (TBV) - Total Brain Volume dans le texte - comme pararamètre de mesure principale de structure cérébrale par IRM (modèle statistique de mesure de différence intergroupe: ANCOVA). (...)

Nous avons enrôlé 2977 patients d'âge moyen 62,5 ans; (déviation standard: 5,8) qui avaient été répartis au hasard dans les groupes de traitements de l'étude ACCORD. Notre analyse congnitive primaire a été réalisée sur des patienst avec un score DSST mesuré à 20 mois et à 40 mois: 1378 patients ont reçu le traitement intensif, et 1416 patients ont reçu le traitement standard. Sur les 614 patients chez lesquels une mesure de l'IRM à la ligne de base a été effectuée, nous avons inclus 230 patients recevant le traitement intensif et 273 patients recevant le traitement standard à notre analyse de l'IRM à 40 mois. Il n'y avait pas de différence significative sur les scores moyens DSST à 40 mois entre les traitements (p=0,2297). En revanche, le groupe recevant le traitement intensif montrait une TBV moyenne très significativement plus élevée que dans le groupe recevant le traitement standard (p=0,0007).

Malgré des différences significatives en termes de TBV, en faveur de la distribution aux patients d'un traitement intensif, les résultats sur les fonctions cognitives n'ont pas montré de différence significative entre le groupe de traitement intensif et le groupe de traitement standard. (...) Par ailleurs, une mortalité augmentée des participants dans le groupe de traitement intensif ne permet pas, au bilan, de soutenir l'usage d'un traitement intensif pour réduire les effets adverses sur le cerveau des patients atteints de diabète de type 2. Dr Leonore J Launer PhD et al, in The Lancet Neurology, Early Online Publication, 28 September 2011

Source: http://www.thelancet.com/ Traduction et adaptation: NZ   

Réseaux cérébraux à grande échelle et psychopathologie: un modèle unifié à triple réseau




Les analyses des intéractions cérébrales spontanées - ou suite à des stimuli - montrent des réseaux émergents, identifiables par imagerie (...). Les images du bas de la figure (légendées) sont les résultats de mesure par ordinateur de corrélations linéaires entre l'activité d'une petite région au sein des réseaux concernés et le reste du cerveau; les plus fortes corrélations sont indiquées par les couleurs les plus vives. Ces réseaux correspondent aux six (6) principaux systèmes identifiés dans le cerveau: visuel, auditif, sensori-moteur, mode par défaut, contrôle de l'exécution, et attention dorsale (...). Source: nature physics www.nature.com/.../n10/fig_tab/nphys1803_F2.html

La Science des réseaux du cerveau à grande échelle offre un paradigme puissant dans le domaine des investigations des fonctions cognitives, des dysfonctions de l'affect dans les désordres psychiatriques et neurologiques. Cette revue de littérature examine les récents développements conceptuels et méthodologiques qui contribuent au changement de paradigme dans l'étude de la psychopathologie. Je fais ici le résumé des méthodes appliquées qui caractérisent les aberrations dans les réseaux cérébraux et je démontre comment une analyse de réseau peut apporter des éclairages nouveaux dans l'architecture des dysfonctions du cerveau. Les aberrations des accès, l'engagement et le désengagement à grande échelle des réseaux neuro-cognitifs, jouent un rôle primordial dans plusieurs désordres, dont la schizophrénie, la dépression, l'anxiété, la démence et l'autisme. Par une synthèse des résultats de recherche récemment publiés, je propose un modèle à triple réseau et une cartographie des aberrations saillantes des dysfonctions en psychopathologie; en mettant l'accent sur les parallèles surprenants qui commencent à émerger entre psychiatrie et désordres neurologiques. Vinod Menon, in Trends in Cognitive Sciences - 997, online 9 September 2011, in press

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ

Récepteurs aux minéralocorticoïdes dans le cerveau et régulation de la fonction cardiovasculaire: la règle de la minorité?

Minéralocorticoïdes. Source: http://www.pharmacorama.com/

Une petite proportion des récepteurs aux minéralocorticoïdes dans le cerveau (MR) médient le contrôle de la pression artérielle, de l'équilibre hydrique et électrolytique, "l'appétit pour le sodium" - sodium appetite dans le texte -, et le tonus sympathique vers la prériphérie. Les cytokines circulantes, médiatrices de l'inflammation, modulent l'excitation des voies sympathiques via les MRs. La liaison de l'aldostérone aux MRs a lieu dans le cerveau, malgré des concentrations 2 ou 3 fois moindres que celles du cortisol ou de la corticostérone qui montrent une affinité similaire aux MRs. Les mécanismes d'actions possibles d'activation sélective des MRs au niveau cellulaire et les effets des MRs du cerveau sur l'homéostasie hémodynamique sont traités dans cette revue de littérature. Les antagonistes aux MRs sont des compléments aux traitements des maladies cardiovasculaires et rénales chroniques. Le besoin crucial de découvrir de nouvelles cibles pour le développement de thérapies sélectives de la fonction des MRs est aussi discuté. Elise P Gomez-Sanchez in Trends in Endocrinology and Metabolism-712, 2011, online March 21st, 2011; in press.

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ

Cerveau et maladies cardiovasculaires: origine neurologique commune aux maladies cardiovasculaires, métaboliques et inflammatoires

L'article de revue, très complet, intitulé "Brain and cardiovascular diseases: common neurogenic background of cardiovascular, metabolic and inflammatory diseases", paru dans le Journal of  Physiology and Pharmacology 2010 Oct; 509-521 traite du rôle des neuromodulateurs et neurotransmetteurs impliqués dans la régulation du système cardiovasculaire et des fonctions neuroendocriniennes et métaboliques dans des situations normales et pathologiques. Traités aussi sont leurs rôles respectifs dans le développement desdites pathologies cardiovasculaires et de l'obésité.

Varsovie

A rappeler que c'est à Varsovie, en 1970, que fut décerné pour la première fois le prestigieux Prix Minkowski, couronnant des travaux originaux et exceptionnels dans le domaine du diabète.