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Comprendre les émotions derrière les souvenirs
Leader d'opinionProfesseur Kay TyeWylie Vale-StuhlSalk Institute for Biological Studies Dans cette interview, nous discutons avec le professeur Kay Tye et Hao Li de leurs dernières recherches sur les souvenirs et de la manière dont nous pouvons commencer à comprendre les émotions qui les sous-tendent. Pourriez-vous s'il vous plaît vous présenter et nous dire ce qui a inspiré votre carrière en neurobiologie ? Je m'appelle Kay Tye et je suis mère de deux enfants âgés de 6 et 9 ans. Quand j'étais au lycée, j'étais presque sûre de devenir écrivain un jour et j'avais un grand intérêt pour la littérature anglaise, qui...
Comprendre les émotions derrière les souvenirs
Dans cette interview, nous discutons avec le professeur Kay Tye et Hao Li de leurs dernières recherches sur les souvenirs et de la manière dont nous pouvons commencer à comprendre les émotions qui les sous-tendent.
Pourriez-vous s'il vous plaît vous présenter et nous dire ce qui a inspiré votre carrière en neurobiologie ?
Je m'appelle Kay Tye et je suis mère de deux enfants âgés de 6 et 9 ans. Quand j'étais au lycée, j'étais assez certaine de devenir écrivain un jour, et j'avais un vif intérêt pour la littérature anglaise, ce qui était un « choix peu pratique » dans un foyer avec deux parents scientifiques. Je réfléchis à mon immense privilège d'avoir été élevé par un biologiste et un théoricien des cordes, qui ont tous deux semblé aimer leur travail ; mais à l’époque, j’étais un adolescent rebelle et je voulais me spécialiser en anglais. L’une des choses que j’ai le plus aimé dans la littérature était la façon dont les histoires se déroulent et dont les personnages se développent et se révèlent à nous. La meilleure littérature, à mon avis, se caractérisait par la capacité de capturer l’expérience subjective de quelqu’un d’autre et de la mémoriser.
J'étais curieux de savoir comment nous pouvons tous être si différents dans nos réactions et nos expériences perçues, mais avoir tous certains aspects qui sont fondamentalement les mêmes. Je me suis intéressé à la psychologie et la recherche de réponses sur la manière dont les expériences les plus indescriptibles de la biologie sont réellement mises en œuvre est devenue une chimère.
Les cours de neurosciences auxquels j'ai été exposé très tôt se concentraient principalement sur les systèmes sensoriels et moteurs plutôt que sur les mécanismes neuronaux des pensées et des sentiments. Ce souvenir a certainement éveillé mon intérêt. J'ai eu de nombreux moments où je "savais" que je deviendrais (peut-être) neuroscientifique, mais celui-ci mérite d'être mentionné pour le privilège de l'expérience que je pouvais difficilement apprécier en tant que débutant qui n'avait pas encore terminé son cours d'introduction à la psychologie : j'ai rencontré Henry Molaison, mieux connu sous le nom de patient d'étude HM - l'homme qui a subi une lobectomie temporale bilatérale qui l'a laissé sans hippocampe et incapable de former de nouveaux souvenirs.
Les vieux souvenirs étaient sûrs et clairs, mais les nouveaux souvenirs (rencontrer une nouvelle personne, se rappeler si vous aviez déjeuné, vous regarder dans le miroir et être choqué de voir le visage d'un vieil homme au lieu du reflet d'un homme plus jeune que vous avez connu il y a des décennies après sa lobectomie temporale).
Nos souvenirs, nos sentiments, nos pensées et nos relations avec les autres sont des processus qui me fascinent depuis aussi longtemps que je me souvienne, et je suis plus curieux que jamais de les comprendre.
Crédit image : Net Vector/Shutterstock.com
Chaque expérience vécue par un individu est associée à un sentiment ; c'est ce qu'on appelle la « cartographie de valence ». Pouvez-vous nous en dire plus sur la façon dont cela fonctionne ?
Presque tous nos comportements sont motivés par deux valences émotionnelles : la recherche de récompense et l’évitement de la punition. Lorsque nous découvrons le monde qui nous entoure, nous sommes constamment bombardés de stimuli sensoriels, dont la plupart sont sans importance. Nous devons filtrer rapidement les informations les plus importantes pour prendre une décision.
Pour ce faire, notre cerveau attribuerait une valeur positive ou négative au stimulus environnemental grâce à l'apprentissage, nous permettant d'utiliser le stimulus comme un indice pour associer une expérience positive ou négative et prédire les résultats futurs. Nous appelons ce processus affectation de valence.
Vous avez déjà mené des recherches sur la cartographie de valence chez la souris. Comment cette étude a-t-elle aidé à fournir une base à vos dernières recherches ?
Nous avons précédemment constaté que des neurones distincts de l'amygdale codent pour la récompense et la punition suite à un apprentissage associatif. Mais quel est le lien entre les stimuli externes et les récompenses ou les punitions ?
Dans la présente étude, nous avons spécifiquement examiné comment les neurones de l’amygdale sont façonnés pour coder la récompense ou la punition et comment ces neurones peuvent lier les informations sur les stimuli prédictifs et les résultats à plusieurs secondes d’intervalle. Nous avons précédemment comparé les profils d'expression transcriptomique entre ces différents neurones de l'amygdale définis par projection et avons constaté que le gène du récepteur de la neurotensine est enrichi dans une population par rapport à l'autre. Cela nous a amené à émettre l’hypothèse que la neurotensine pourrait être un candidat idéal pour résoudre le problème de l’attribution de valence.
Dans vos recherches les plus récentes, vous avez examiné les sentiments associés aux souvenirs. Pouvez-vous nous en dire plus sur la manière dont vous avez mené votre étude ?
Pour examiner la cartographie de valence, ou comment les souris peuvent associer des émotions à des souvenirs, nous avons entraîné des souris à associer un ton auditif à une récompense en saccharose et un autre ton auditif à une punition de choc.
Une fois que les souris ont appris l'association, elles s'approchent du port de saccharose en réponse au ton prédisant l'administration de saccharose et se figent ou courent en réponse au ton prédisant l'administration du choc.
Qu'avez-vous découvert ?
Nous avons surveillé les changements dans la concentration de neurotensine dans l'amygdale au cours de l'apprentissage à l'aide d'un nouveau capteur de neurotensine génétiquement codé et avons constaté que la concentration de neurotensine dans l'amygdale était augmentée par la récompense et diminuée par la punition.
Par conséquent, si nous manipulons artificiellement la concentration de neurotensine dans l’amygdale à l’aide de CRISPR ou de l’optogénétique, nous pouvons influencer le comportement des animaux vers une récompense ou une punition. Plus de neurotensine dans l'amygdale -> récompense ; moins de neurotensine dans l'amygdale -> punition
Crédit photo : Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com
Dans votre étude, vous avez utilisé CRISPR pour isoler la fonction d’un neurotransmetteur, c’est la première fois qu’il est utilisé à cette fin. Dans quelle mesure cette technologie d’édition génétique a-t-elle été importante pour vos recherches, et comment les progrès continus dans les sciences de la vie contribuent-ils à conduire à de nouvelles découvertes scientifiques dans d’autres domaines ?
Les expériences CRISPR sont extrêmement importantes dans notre étude car cette approche nous a permis d'isoler sélectivement la signalisation de la neurotensine sans affecter d'autres neurotransmetteurs (tels que le glutamate) qui sont également délivrés aux cibles en aval avec la neurotensine. De cette façon, nous pouvons être sûrs que les effets de cette manipulation CRISPR sont spécifiques à l’apport de la neurotensine, mais pas aux autres neurotransmetteurs libérés en même temps.
À certains niveaux, les progrès dans les sciences de la vie sont limités par la découverte de nouveaux outils qui permettraient d’étudier les problèmes biologiques de manière beaucoup plus approfondie et précise.
Comment votre recherche pourrait-elle également aider à mieux comprendre les troubles de santé mentale tels que l’anxiété et le SSPT ? Cela pourrait-il conduire à de nouveaux traitements ?
L'humeur peut fluctuer dans une certaine plage d'un jour à l'autre. Cependant, si la fluctuation se situe en dehors de la plage, elle est considérée comme une pathologie. En général, trop de traitement positif (récompense) conduit à des comportements addictifs tels que le jeu ou la toxicomanie, tandis que trop de traitement négatif (punition) conduit à la dépression ou à l'anxiété.
Nous avons constaté que la modification de la libération de neurotensine dans l'amygdale peut produire des états de récompense ou de punition. Il nous permet de moduler la neurotensine pour équilibrer/compenser le traitement de valence inadapté/excessif, positif ou négatif, dans les états pathologiques.
Crédit photo : Motortion Films/Shutterstock.com
Quelles sont les prochaines étapes pour vous et votre recherche ?
L'auteur principal, Hao Li, ouvre son propre laboratoire de recherche à l'Université Northwestern, où il poursuivra ses recherches sur les rôles de divers neuropeptides dans la santé et la maladie.
Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d’informations ?
À propos du professeur Kay Tye
Kay Tye est diplômée du MIT en 2003 avec une spécialisation en sciences du cerveau et cognitives et a obtenu son doctorat de l'UCSF avec une thèse axée sur la façon dont l'amygdale expérimente la plasticité pour l'apprentissage par récompense. Elle a complété sa formation postdoctorale auprès de Karl Deisseroth à Stanford et ses travaux se sont concentrés sur le ciblage de projections spécifiques dans l'amygdale pour contrôler l'anxiété de manière bidirectionnelle.
Elle a fondé son propre laboratoire au MIT en 2012, se concentrant sur la compréhension des mécanismes des circuits neuronaux de la valence émotionnelle, où elle a obtenu un poste en 2018. En 2019, elle a déménagé son laboratoire du MIT au Salk Institute et est devenue professeur titulaire de la chaire Wylie du laboratoire de neurobiologie des systèmes. En 2021, elle devient chercheuse au Howard Hughes Medical Institute.
À propos du Dr Hao Li
Hao est né et a grandi à Pékin, en Chine, puis a déménagé aux États-Unis après avoir obtenu un baccalauréat de l'Université du Shandong. Il a complété son doctorat. en neurosciences de l'Université médicale de Caroline du Sud et a travaillé dans le laboratoire du Dr Thomas Jhou. En 2019, Hao a rejoint le Dr Kay Tye au Salk Institute.
Hao est désormais professeur adjoint au Département de psychiatrie et des sciences du comportement et au Département de neurosciences de l'Université Northwestern.
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