Comment l'émotion affecte l'action

Comment l'émotion affecte l'action

Les scientifiques de Salk découvrent un lien direct entre le circuit émotionnel du cerveau et le circuit du mouvement

LA JOLLA—Lors de situations de stress élevé, comme marquer un but au football, certains athlètes subissent une baisse rapide de leurs performances sous pression, appelée « étouffement ». Maintenant, les chercheurs de l'Institut Salk ont ​​découvert ce qui pourrait être derrière le phénomène : des signaux unidirectionnels du circuit des émotions du cerveau au circuit du mouvement. L'étude, qui a été publiée en ligne le 6 septembre 2019, dans eLife, pourraient conduire à de nouvelles stratégies pour traiter les troubles avec mouvement perturbé, tels que le trouble obsessionnel-compulsif, l'anxiété et la dépression, ainsi que pour aider à la récupération après des lésions de la moelle épinière ou des performances physiques sous pression.

"Cette découverte est très excitante car c'est la première fois qu'un mécanisme de circuit complet a été trouvé montrant comment les états émotionnels peuvent influencer le mouvement à travers les connexions dans une zone du cerveau appelée les ganglions de la base, une région impliquée dans le comportement de guidage", déclare l'associé Professeur Xin Jin, auteur principal sur le papier. "Nous ne savions pas grand-chose auparavant sur cette voie, elle apporte donc un tout nouveau paradigme pour l'examen des troubles psychiatriques ainsi que des lésions de la moelle épinière."

On croyait auparavant que les boucles d'émotion et de mouvement du cerveau fonctionnaient comme des circuits fermés parallèles, fonctionnant indépendamment pour relayer des informations importantes. Cependant, les chercheurs ont soupçonné qu'il pourrait y avoir une certaine influence de l'émotion sur le mouvement en raison de l'observation que, dans des conditions neuropsychiatriques telles que la dépression, une diminution du mouvement physique est un symptôme et pourrait être liée à un traitement émotionnel perturbé et à une motivation réduite. Pourtant, les scientifiques ne savaient pas grand-chose des connexions au sein de chaque circuit ou de la manière dont les circuits pouvaient interagir.

«Nous voulions explorer comment les informations émotionnelles atteignent les circuits de mouvement dans le cerveau en utilisant une combinaison de techniques virales et optogénétiques de pointe», explique Sho Aoki, co-premier auteur et boursier postdoctoral au laboratoire Jin.

Les scientifiques ont cherché à tracer ces circuits dans des modèles de rongeurs pour mieux comprendre chaque étape de la communication neuronale. Ils se sont concentrés sur les boucles cérébrales de l'émotion et du mouvement, en partant d'une région impliquée dans l'émotion (le cortex préfrontal médian) et d'une région impliquée dans le mouvement (le cortex moteur primaire). Ils ont utilisé plusieurs outils de traçage génétique et viral, y compris une technique développée par le professeur Salk d'Ed Callaway laboratoire, pour observer comment chaque boucle était organisée dans le cerveau.

À la surprise des chercheurs, ils ont découvert une voie de communication à sens unique entre la boucle des émotions et la boucle des mouvements à travers une zone située profondément dans le cerveau appelée ganglions de la base. Les ganglions de la base, qui comprennent des structures impliquées dans le guidage du comportement, agissent essentiellement comme un carrefour pour que le circuit des émotions influence directement le circuit du mouvement pour contrôler l'action. Pour confirmer leurs résultats, les auteurs ont utilisé l'optogénétique, une technique qui utilise la lumière pour contrôler les cellules, afin d'étudier la fonction précise des neurones de cette région. Ils ont également étudié chaque circuit neuronal isolément du reste du cerveau et confirmé la nouvelle voie.

"Les maladies psychiatriques telles que la dépression et l'anxiété peuvent altérer les actions de manière dramatique en diminuant ou en augmentant les mouvements. Ce mécanisme représente une manière probable dont les états émotionnels sont liés aux changements dans le contrôle de l'action dans les maladies psychiatriques », explique Jin.

De plus, cette communication unidirectionnelle peut être pertinente pour la récupération après une lésion de la moelle épinière. Les chercheurs se sont auparavant concentrés sur les centres de mouvement du cerveau, car les lésions de la moelle épinière sont un problème de mouvement ; cependant, puisque ces résultats suggèrent que les états émotionnels peuvent influencer les centres de mouvement cérébral, l'expérience d'émotions positives telles que la motivation peut aider les patients dans le processus de récupération. L'activation des centres émotionnels pourrait également stimuler les centres de mouvement et faciliter la récupération, selon les co-premiers auteurs de Salk, Jared Smith, un boursier postdoctoral, et Hao Li, un associé de recherche principal. De plus, ces résultats suggèrent que les états émotionnels pourraient influencer directement les performances sportives. Alors, conseille Jin, peut-être que la prochaine fois que vous vous sentirez anxieux pendant un match, calmez-vous et laissez l'action prendre soin d'elle-même.

D'autres auteurs comprenaient Xunyi Yan de Salk; Masakazu Igarashi et Jeffery R. Wickens de l'Institut des sciences et technologies d'Okinawa ; Patrice Coulon du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et Aix-Marseille Université ; et Tom JH Ruigrok du Centre médical Erasmus de Rotterdam.

Le travail a été financé par le programme institutionnel JSPS pour les visites de jeunes chercheurs à l'étranger ; la subvention JSPS pour jeune scientifique ; la subvention JSPS pour la recherche exploratoire stimulante ; la subvention JSPS pour les boursiers JSPS ; le ministère néerlandais de la Santé, du Bien-être et des Sports ; le CNRS et Aix-Marseille Université à travers l'UMR 7289 ; le programme scientifique de la frontière humaine ; les National Institutes of Health des États-Unis (R01NS083815, R01AG047669 et K99NS106528 460) ; la Rose Hills Foundation et le McKnight Memory and Cognitive Disorders Award.

DOI: 10.7554 / eLife.49995