Des chercheurs de l'Iowa identifient des circuits neuronaux associés aux réponses au stress

Des chercheurs de l'Iowa identifient des circuits neuronaux associés aux réponses au stress

À un moment donné, nous nous sommes tous sentis paralysés par une menace ou un danger.

Des chercheurs de l’Université de l’Iowa ont découvert où se produit cette réponse à une menace. Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont confirmé qu'un circuit neuronal reliant deux régions distinctes du cerveau détermine la façon dont les animaux, y compris les humains, réagissent à une situation stressante. Grâce à des expériences, les chercheurs ont montré comment les rats réagissaient à une menace de manière passive ou active, reliant chaque réponse à une voie de signalisation spécifique dans le cerveau.

Dans un autre test, les chercheurs ont réussi à manipuler les circuits neuronaux afin que les rats surmontent une réaction paralysante au danger et réagissent de manière agressive à la menace.

Le circuit neuronal identifié à la réponse au stress relie le cortex préfrontal caudal médial au gris périaqueducal dorsolatéral du mésencéphale. En raison des effets physiques et psychologiques bien connus du stress chronique, il est important d’établir le lien et la manière dont il régule le stress.

De nombreux troubles de stress chroniques, tels que la dépression et les troubles anxieux, sont associés à ce que l'on appelle un comportement d'adaptation passif. Nous savons que bon nombre de ces maladies sont causées par le stress de la vie. La raison la plus simple pour laquelle nous nous intéressons à cette voie est de la considérer comme un circuit qui peut favoriser la résilience au stress.

Jason Radley, professeur agrégé, département des sciences psychologiques et du cerveau et auteur correspondant de l'étude

Des recherches antérieures ont identifié le cortex préfrontal médial caudal-mésencéphale-dorsolatéral gris périaqueducal comme une voie clé qui détermine la façon dont les animaux réagissent au stress. L'équipe de Radley a confirmé l'importance de cette voie en la désactivant puis en observant comment les rats réagissaient à une menace. Les rats peuvent réagir de deux manières fondamentales : l'une est passive, ce qui signifie qu'ils n'ont essentiellement pas bougé en réponse à la menace. L'autre est actif, à travers toute une série de comportements comme enterrer la menace (sonde de choc dans les expériences), se dresser sur ses pattes arrière ou chercher une issue de secours.

Les chercheurs ont appris que lorsqu’ils désactivaient les circuits de stress neuronaux des rats, ceux-ci répondaient passivement, ce qui signifie qu’ils ne répondaient pas directement à la menace.

"Cela montre que cette voie est nécessaire pour un comportement d'adaptation actif", explique Radley.

Ensuite, les chercheurs ont forcé les rats à réagir passivement en retirant la litière de leur cage, ce qui les empêchait d’enterrer le mécanisme de menace. Lorsque l’équipe a activé la voie neuronale, les rats ont modifié leur comportement et ont répondu activement à la menace. La réponse active s’est produite même si les animaux étaient laissés sans litière, ce qui aurait dû déclencher une réponse passive. De plus, des échantillons de sang prélevés avant et après l’activation des circuits neuronaux des rats ont montré que leurs niveaux d’hormones de stress n’augmentaient pas lorsqu’ils étaient confrontés à la menace.

"Cela signifie que nous avons constaté de vastes effets de réduction du stress grâce à l'activation de la voie de signalisation", explique Radley. "Non seulement cela a relancé les comportements d'adaptation actifs des rats, mais cela les a également restaurés et a considérablement réduit la libération d'hormones de stress."

Dans une troisième série d’expériences, les chercheurs ont exposé des rats à un stress chronique variable, ce qui signifie qu’ils ont été exposés à un stress régulier pendant deux semaines. Après deux semaines de conditionnement, les rats ont été placés dans des cages et exposés à des menaces. Ils ont réagi passivement, refusant de bouger, et leurs hormones de stress ont augmenté, comme le soupçonnaient les chercheurs.

Le test de stress chronique est important, dit Radley, car les gens sont exposés à un stress chronique. Pour des raisons inconnues, certaines personnes continuent de supporter ces charges de stress, ce qui peut entraîner des troubles physiques et psychologiques. Cependant, d’autres montrent peu ou pas de souvenir du stress chronique. Les chercheurs appellent ce comportement « résilience au stress ».

"Il est possible que si nous parvenions à comprendre les processus cérébraux qui peuvent réguler la résilience, nous pourrions coopter certains de ces circuits cérébraux", explique Radley, tout en ajoutant que ce n'est pas une option immédiate.

Les chercheurs prévoient d’examiner les connexions neutres qui se trouvent en amont et en aval de la voie grise périaqueducale caudale médiale du cortex préfrontal-mésencéphale-dorsolatéral.

« Nous ne comprenons pas comment ces effets modifient le cerveau de manière plus générale », explique Radley.

L'étude, "L'activité dans un circuit gris préfrontal-périaqueducal surmonte les caractéristiques comportementales et endocriniennes de la gestion passive des réponses au stress", a été publiée en ligne le 28 octobre dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Le premier auteur de l'Iowa est Shane Johnson. Les co-auteurs, tous originaires de l'Iowa, comprennent Ryan Lingg, Timothy Skog, Dalton Hinz, Sara Romig-Martin et Nandakumar Narayanan. Victor Viau, de l'Université de la Colombie-Britannique à Vancouver, est un auteur collaborateur.

Le Bureau de la santé mentale des National Institutes of Health et la Brain and Behaviour Research Foundation ont financé la recherche.

Source:

Université de l'Iowa

Référence:

Johnson, S. et coll. (2022) L’activité dans un circuit gris préfrontal-périaqueducal surmonte les caractéristiques comportementales et endocriniennes de la réponse passive au stress. PNAS.

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