#trendsincognitivesciences #cognition #cortexpréfrontal #dopamine Dopamine et Contrôle Cognitif du Cortex Préfrontal

Modulation du Contrôle Exécutif au niveau du Cortex Préfrontal (PFC). (A). Le PFC (en rouge) reçoit un signal entrant provenant des zones sensorielles supérieures et des zones sous-corticales (en orange), comprenant notamment les signaux neuromodulateurs provenant des fibres dopaminergiques du mésencéphale (en vert ; haut de la figure), et projette vers plusieurs zones corticales et sous-corticales (en violet ; bas de la figure). (…). (B). Cadre conceptuel des fonctions exécutives hébergées dans le PFC. Les informations sensorielles pertinentes sur le plan comportemental et sur le plan de l’information contextuelle (en orange) sont hébergées dans le PFC (boîte rouge), activant les populations de neurones du PFC (cercles) ; maintenant l’information pertinente dans la mémoire de travail ; et relayant les signaux choisis vers les zones cibles situées en aval, d’où partent des commandes motrices (en violet). Ce modèle conceptualise la manière dont différentes données contextuelles peuvent biaiser la sélection d’associations entre stimuli et réponses dans un but donné. Nous rendons compte dans la présente revue de littérature*  de la manière dont la dopamine préfrontale (vert) permet l’exécution réussie des toutes les trois computations. Abréviations : as, sillon arqué ; ps, sillon principal

*voir le texte intégral de cet article sur Science Direct – note de l’auteur du présent post de blog

Le contrôle cognitif, cette capacité d’orchestrer les comportements en fonction de nos buts, dépend du cortex préfrontal. Ces fonctions cognitives sont fortement influencées par la dopamine, dans son rôle neuromodulateur. Nous faisons ici le compte rendu des récents éclairages explorant l’influence de la dopamine sur les propriétés réactionnelles siégeant au niveau du cortex préfrontal (PFC) pour ce qui est des comportements associés chez les primates. Cette revue de littérature suggère que les trois rôles computationnels majeurs de la dopamine dans le contrôle cognitif : (i) canalisation des signaux sensoriels entrants, (ii) maintien et manipulation des contenus de la mémoire de travail, (iii) relai des commandes motrices. Pour chacun de ces rôles, nous proposons un microcircuit neuronal basé sur mécanismes d’action connus de la dopamine dans le PFC, que corroborent les modèles de réseau computationnel. Cette approche conceptuelle explique l’une des composantes des rôles variés de la dopamine dans le contrôle exécutif préfrontal.  Torben Ott et Andreas Nieder, dans Trends in Cognitive Sciences, publication en ligne en avant-première, 31 janvier 2019

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

#trendsincognitivesciences #événementsstressants #signauxcérébraux ces Les événements stressants sont des signaux cérébraux formateurs

Les événements stressants sont des signaux formateurs pour le cerveau. L’imprévisibilité est la caractéristique clé de la plupart des événements stressants. Par exemple, on peut s’attendre à trouver un lapin inoffensif derrière un arbre et être surpris par la découverte d’un dangereux prédateur à la place. Un tel scenario, alimenté de surprenantes séquences, stimule une réaction de stress, qui résulte en un relâchement d’adrénaline et de glucocorticoïdes, ainsi qu’une activité augmentée de l’amygdala, une région cérébrale cardinale de gestion et de perception de la pertinence des événements. Il existe de nombreuses évidences indiquant que cette réaction de stress neuroendocrinien stimule le processus d’enregistrement de cet événement. Nous proposons ici que le stress est stimulateur d’erreurs de prédiction (EP) qui contribuent au développement de la mémoire. Les EPs représentent un concept clé de renforcement de l’apprentissage et est lié de manière inhérente à la dynamique même de l’apprentissage. Au niveau neuronal, les EPs sont associées à un relâchement de dopamine, qui provoque une augmentation de la plasticité synaptique et qui, en fin de compte, stimule les mises à jours des prédictions (ce processus est formalisé dans la « règle delta » décrite ci-dessus). Des mécanismes similaires peuvent aussi contribuer à l’apprentissage de l’événement stressant. VTA, Aire Tegmentale Ventrale

Les événements stressants se fixent mieux dans la mémoire que les événements de nature plus banale. Nous expliquons cet avantage par une conceptualisation renouvelée du stress en termes d’erreurs cumulées de prédiction (PEs) qui stimulent l’apprentissage rapide des événements. Cette proposition intègre les effets du stress sur la perception et la mémoire, et fournit des perspectives nouvelles de recherches sur le stress et les fonctions cognitives. Sabrina Trapp et al, dans Trends in Cognitive Sciences, publication en ligne en avant-première, 11 avril 2018

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#cell #caenorhabditiselegans #développement #contrôleneuromodulatoire #dopamine #sérotonine Contrôle Neuromodulatoire des Schémas Comportementaux à Long Terme et de l’Individualité tout au Long du Développement

Observation du comportement au cours du développement
Les schémas comportementaux sont stéréotypés
L'Individualité existe
Le contrôle neuromodulatoire est spécifique au stade de développement
consistently more active = significativement plus actif
consistently less active = significativement moins actif
Le graphe représente l'activité (axe des ordonnées) en fonction du temps (axe des abscisses) 

Les animaux présentent des schémas comportementaux complexes tout au long de leur développement, qui peuvent être partagés ou propres aux individus. Ici, nous examinons les contributions de programmes développementaux et des variations individuelles de comportements par l’observation de nématodes Caenorhabditis elegans pris individuellement au cours de leurs trajectoires complètes de développement et par la quantification de leur comportement à une très fine résolution spatio-temporelle. Ces mesures révèlent des trajectoires de comportements naturels reproductibles et caractéristiques pour chaque stade de développement. La dopamine, la sérotonine, le récepteur neuropeptidique NPR-1, et le peptide TFG-β DAF-7 ont chacun des effets spécifiques à l’âge sur les comportements moteurs de trajectoire, impliquant l’existence d’un programme de modulation temporelle contrôlé des neuromodulateurs. De plus, une fraction de sujets au sein des populations isogéniques, élevés en environnement contrôlé, présentent des tendances comportementales non-génétiques cohérentes qui persistent au cours du développement. Plusieurs systèmes neuromodulatoires agissent sur le degré d’individualité non-génétique en l'augmentant ou en la diminuant, avec pour but de façonner des schémas comportementaux au sein de la population. Shay Stem, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 30 novembre 2017

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#Cell #sommeil #drosophila #gaboxadol #dopamine Le sommeil facilite la mémoire en bloquant l’oubli relayé par les neurones à dopamine

Il est considéré comme établi que le sommeil est stabilisateur de l'engrangement de la mémoire récente, mais des travaux déjà anciens de psychologie suggèrent que le sommeil est inhibiteur d'apprentissages nouveaux par interférence avec la mémoire ancienne. Cette étude montre que le sommeil supprime l'activité des neurones à dopamine, stimulateurs de l'oubli olfactif chez la mouche, fournissant ce faisant des éléments d'intégration entre recherche en neurosciences et recherche en psychologie.
Forgetting = Oubli
DA = Dopamine 

D’anciennes études de psychologie suggèrent que le sommeil facilite la rétention de la mémoire, en stoppant les interférences causées par l’activité mentale ou les stimuli sensoriels. En revanche, la recherche en neuroscience effectuée sur modèle animaux en laboratoire suggère que le sommeil facilite la rétention de mémoire en amplifiant sa consolidation. Récemment, chez Drosophila, l’activité permanente spécifique des neurones à dopamine a révélé une fonction régulatrice de l’oubli de la mémoire olfactive chez ces neurones précisément. Ici, nous montrons que cette activité dopaminergique permanente est modulée par l’état comportemental : augmentant fortement en lors d’une activité locomotrice et diminuant au repos. L’augmentation de la sensation d’endormissement, par un agent favorisant comme le Gaboxadol ou par stimulation génétique des circuits neuronaux impliqués dans le sommeil, provoque une diminution de l’activité dopaminergique préalablement établie, en augmentant la rétention de mémoire. Inversement, une augmentation de l’excitation provoque la stimulation d’une activité dopaminergique déjà présente et augmente le phénomène d’oubli dépendant de la dopamine. Ainsi, l’oubli serait présidé par la modulation de la plasticité dopaminergique par l’état comportemental. Nos résultats intègent la recherche en psychologie et en neuroscience des domaines du sommeil et de l’oubli. Jacob A. Berry et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 11 juin 2015

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Efficacité de l’ergothérapie chez des patients atteints de la maladie de Parkinson : un essai randomisé contrôlé

Greffe de neurones embryonnaires dans le cerveau (thalamus) dans le but de restaurer à terme un niveau normal de dopamine, le neurotransmetteur déficient chez les sujets atteints de la maladie de Parkinson.
Source iconographique et légendaire:http://www.inserm.fr/thematiques/neurosciences-sciences-cognitives-neurologie-psychiatrie/dossiers-d-information/maladie-de-parkinson

Il n’existe que peu d’éléments permettant de soutenir la pratique de l’ergothérapie chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. Notre but était d’évaluer l’efficacité de l’ergothérapie dans l’amélioration des activités au quotidien des patients atteints de la maladie de Parkinson.

Nous avons effectué un essai multicentrique, randomisé et contrôlé dans lequel les investigateurs n’avaient pas accès au tableau de randomisation (simple aveugle). Cette étude a eu lieu dans dix hôpitaux appartenant à neuf réseaux régionaux de professionnels de santé spécialisés (ParkinsonNet) situés au Pays – Bas, avec évaluation à 3 mois et à 6 mois. Les patients atteints de la maladie de Parkinson, rapporteurs de leurs propres difficultés dans leurs activités quotidiennes ont été inclus, ainsi que leurs prestataires de soins primaires. Les patients ont été répartis de manière aléatoire (2:1) pour être soumis à intervention ou pour intégration dans le groupe de contrôle, à l’aide d’un algorithme de minimisation généré par ordinateur. L’intervention consistait en de l’ergothérapie prodiguée à domicile pendant dix semaines, selon les directives officielles nationales ; les patients appartenant au groupe de contrôle recevant les soins habituels ne comportement pas d’ergothérapie. Le critère primaire de mesure était l’auto-perception des performances dans la pratique des activités quotidiennes à 3 mois, évaluées à l’aide de la mesure du rendement occupationnel selon les normes canadiennes (score 1-10). Les données ont été analysées à l’aide de modèles mixtes linéaires adaptés aux mesures répétées (sur population en intention – de – traiter). Les investigateurs ont consigné les données de sécurité par questionnaire aux patients sur les évènements vécus concernant leur propre santé au cours des trois mois précédant l’interrogation. (…).

Entre le 14 avril 2011 et le 2 novembre 2012, 191 patients ont été assignés de manière aléatoire au groupe d’intervention (n=124) ou au groupe de contrôle (n=67). 117 (94%) des 124 patients du groupe d’intervention et 63 (94%) des 67 patients du groupe de contrôle recevaient une aide d’un soignant. À la ligne de base, le score médian de la mesure du rendement occupationnel selon les normes canadiennes était de 4.3 (Intervalle interquartile -IQR- 3.5-5.0) dans le groupe d’intervention, et de 4.4 (3.8-5.0) dans le groupe de contrôle. À trois mois, ces scores étaient de 5.8 (5.0-6.4) et de 4.6 (4.6-6.6), respectivement. La différence moyenne ajustée en score à la ligne de base entre les groupes à 3 mois était en faveur du groupe d’intervention (1.2 ; Intervalle de Confiance [IC] 0.8-1.6 ; p<0.0001). Il n’y eut aucun évènement indésirable relevé, associé à l’étude.

L’ergothérapie prodiguée à domicile a conduit à une amélioration de la performance dans les activités quotidiennes des patients atteints de la maladie de Parkinson, selon les données obtenues par auto-évaluation. Des travaux supplémentaires seront nécessaires pour évaluer quels facteurs liés au patient, à son contexte environnemental, ou son thérapeute sont à même de définir quels sont les patients qui bénéficieront au mieux de l’ergothérapie. Ingrid H W M Sturkenboom MA et al, dans The Lancet Neurology, publication en ligne en avant – première, 9 avril 2014

Financement : Prinses Beatrix Spierfonds et Parkinson Vereniging

Source : The Lancet Online / Traduction et adaptation : NZ

Parkin et contrôle de qualité mitochondriale : vers un assemblage du puzzle

Repérage des zones cibles pour la thérapie génique de la maladie de Parkinson. Le Prof. Stéphane Palfi étudie les moyens de stimuler par thérapie génique la biosynthèse de dopamine, dont le défaut est responsable des manifestations de cette pathologie.
Source iconographique:   http://www.inserm.fr/espace-journalistes/maladie-de-parkinson-une-avancee-capitale-grace-a-la-therapie-genique

La protéine parkin est une parkin (ubiquitine ligase E3) associée à un Parkinsonisme autosomique récessif. De plus, l’inactivation de parkin a été relevée dans des cas de maladie de Parkinson, suggérant un impact pathogénique plus important qu’initialement prédit. Au-delà de son rôle dans la maladie de parkinson, la parkin est également impliquée dans des réponses immunitaires innées. Depuis sa découverte, de croissantes évidences indiquent que parkin peut jouer un rôle médiateur dans des processus d’ubiquitination avec ou sans effets de dégradation. Ici, nous passons en revue les récents éclairages parus, relatifs à la structure de parkin, le mécanisme de son activité ligase E3, et sa versatilité fonctionnelle, dans le but de réunir ses aspects controversés, afin de présenter une image synthétique de cette ubiquitine ligase E3 à facettes multiples. Konstanze F. Winklfofer, dans Trends in Cell Biology – 1033, publication en ligne en avant – première, 30 janvier 2014

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

Note du traducteur: ce post montre qu'au delà de la recherche d'une thérapie basée sur la restitution des fonctions dopaminergiques normales, la recherche biomédicale se penche également sur une autre voie de signalisation altérée dans la maladie de parkinson: celle de la protéine parkin.

Activité fonctionnelle cérébrale et captation présynaptique de dopamine chez des patients atteints de la maladie de Parkinson et de troubles cognitifs modérés: étude transversale

Activité dopaminergique (en rouge) mesurée dans le striatum sur un cerveau normal versus un cerveau atteint de la maladie de Parkinson. Photo: Marc Savasta (INSERM Grenoble)
Source: http://acces.ens-lyon.fr/acces/ressources/neurosciences/maladies-et-traitements/parkinson/causes

Beaucoup de patients atteints de la maladie de Parkinson souffrent de troubles cognitifs modérés (MCI). Des déficits fonctionnels de la mémoire active et passive suggèrent des dysfonctionnements de circuits frontaux-striataux. Notre but était d'étudier les réponses cérébrales au cours d'un exercice de mémorisation effectué par une cohorte de patients nouvellement diagnostiqués d'une maladie de Parkinson avec ou sans MCI; et n'ayant subi aucun traitement au préalable.

Les participants ont été recrutés pour une étude prospective de cohorte de patients atteints de Parkinson idiopathique et, plus généralement, de la maladie de Parkinson en tant que telle. Entre le 1er janvier 2004 et le 30 avril 2009, tous les praticiens médecins de la circonscription d'Umea (Suède) ont été réquisitionnés pour identifier toutes les personnes avec suspicion de Parkinsonisme au Département de Neurologie de l'Université d'Umea. Y ont été inclus les patients satisfaisant aux critères en vigueur, édictés par la banque de données cérébrales de la Parkinson's Disease Society du Royaume - Uni. Les personnes constituant les contrôles ont été recruté en correspondance pour ce qui est de l'âge et du sexe, avec les 50 premières personnes incluses dans l'étude. Les participants montrant un score - sur au moins 2 paramètres d'évaluation des fonctions cognitives - de 1,5 déviation standard plus bas que la moyenne de la population étaient classés comme MCI. Les critères principaux mesurés étaient: le signal IRM de mesure de la concentration sanguine en oxygène et la captation présynaptique SPECT. L'IRM fonctionnelle était effectuée pendant l'exercice pendant l'exercice de mémoire verbale de deux phases d'affilée. La mesure de dopamine présynaptique par SPECT a été réalisée afin d'établir l'intégrité du système dopaminergique présynaptique striatal. Les analyses transitoires relatives aux données d'IRM ont été faites sur cerveau entier et sur les régions fronto-striatales d'intérêt; les analyses semi-quantitatives des données de SPECT sur les régions striatales d'intérêt.

En comparaison des contrôles (n=24), les patients atteints de la maladie de Parkinson (n=77) ont montré un sous-recrutement du réseau cérébral comprenant les régions bilatérales striatales et frontales (p<0,001). Au sein du groupe des patients atteints de la maladie de Parkinson, les patients atteints de la maladie de Parkinson + MCI (n=30) ont montré un sous-recrutement supplémentaire du noyau caudé dorsal droit (p=0,005) et du cortex cingulaire antérieur bilatéral (p<0,001), en comparaison des patients atteints de la maladie de Parkinson sans MCI (n=26).
Chez les patients atteints de la maladie de Parkinson + MCI, la captation SPECT dans le noyau caudé droit était plus basse que chez les patients atteints de la maladie de Parkinson sans MCI (p=0,008) et se trouvait en corrélation avec le signal de niveau d'oxygène sanguin d'IRM fonctionnelle (r=0,32; p=0,0031).

L'altération des réponses cérébrales chez les patients atteints de la maladie de Parkinson suggère que les altérations cognitives sont liées à une dysfonction fronto-striatale. Urban Ekman MSc et al, in The Lancet Neurology, Early Online Publication, 27 June 2012

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

Caractérisation moléculaire et clinique du syndrome héréditaire de déficience du transport de la dopamine...

Imagerie cérébrale avec technique Dat SCAN. Copyright: Elsevier

A partir d'observations effectuées sur une population de 11 enfants au profil biochimique suggérant un syndrome de déficience du transport de la dopamine; il apparaît qu'il s'agirait d'une pathologie de type parkinsonien dûe à la mutation d'un gène récessif sur un chromosome autosome (Manju A Kurian et al; in The Lancet Neurology, Early Online Publication, 26 november 2010).

Intéressant, dans la mesure où des pathologies aussi communes que les dépressions se caractérisent souvent par un manque de dopamine... Doit on donc penser que certaines dépressions pourraient être également causées  par un défaut au niveau génétique?

Source: http://www.thelancet.com/ / Commentaire: NZ