Le mécanisme neurologique reliant l’anxiété induite par le stress à la motivation pour la récompense
Les situations stressantes activent des mécanismes biologiques complexes et des circuits neuronaux qui détectent et répondent aux menaces pour l’homéostasie, ce qui entraîne des réponses comportementales visant à minimiser les perturbations et à augmenter la survie. Le traitement cognitif du stress implique une évaluation subjective pour guider des réponses comportementales appropriées. Les réponses inadaptées au stress peuvent contribuer au développement de troubles anxieux et de dépression. Le cortex préfrontal, l’amygdale, le noyau du lit de la strie terminale et l’hippocampe ventral sont tous des zones du cerveau impliquées dans le comportement anxieux induit par le stress. Le stress peut également moduler l’activité des neurones dopaminergiques dans le noyau tegmental ventral et le noyau accumbens, affectant ainsi la motivation à rechercher ou à éviter les stress. Cependant, les zones spécifiques du cerveau et les mécanismes responsables du contrôle des comportements adaptatifs motivés dans les situations provoquant de l’anxiété ne sont pas bien compris.
Le noyau interpédiculaire (IPN), situé dans le mésencéphale ventral, est une zone du cerveau peu étudiée impliquée dans le comportement émotionnel et social. Il est principalement composé de neurones GABAergiques et fait partie de l’axe médian de l’habénula vers l’IPN. L’IPN reçoit des informations de plusieurs régions du cerveau et projette vers d’autres régions, ce qui lui permet d’intégrer des stimuli émotionnels et motivationnels. Des recherches antérieures ont montré que la voie MHb-IPN est impliquée dans le contrôle de la consommation et de l’aversion motivées par la nicotine. Les neurones GABAergiques dans l’IPN sont activés lors du sevrage nicotinique, ce qui entraîne une augmentation des comportements de sevrage et de l’anxiété. La libération d’hormone corticotrope dans l’IPN contribue également à l’anxiété lors du sevrage nicotinique. Une activité accrue de l’IPN a été liée à l’évitement et à la motivation à rechercher des stimuli nouveaux. La manipulation de l’activité GABAergique de l’IPN peut influencer la réactivité comportementale. Cependant, une compréhension détaillée de la dynamique de l’activité neuronale de l’IPN et de sa réaction aux stress aigus autres que le sevrage nicotinique fait défaut. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer le rôle de l’activité neuronale de l’IPN dans l’anxiété induite par le stress et son incidence sur le comportement motivé.
Paul M. Klenowski, Rubing Zhao-Shea, Timothy G. Freels, Susanna Molas, Max Zinter, Peter M’Angale, Cong Xiao, Leonora Martinez-Núñez, Travis Thomson et Andrew R. Tapper, de l’Université de Massachusetts Chan Medical School, ont rapporté un mécanisme neuronal d’adaptation liant l’anxiété induite par le stress à la motivation pour la récompense.
Le stress augmente l’activité des neurones GABAergiques de l’IPN
Les chercheurs ont étudié les réponses in vivo des neurones GABAergiques du noyau interpédiculaire (IPN) lors d’un stress aigu. Ils ont introduit un capteur de calcium génétiquement encodé appelé GCaMP6m dans l’IPN de souris en utilisant la livraison génique par virus adéno-associé (AAV). La photométrie à fibre a été utilisée pour enregistrer les transitoires de calcium en réponse au stress de restriction, ce qui a entraîné une augmentation significative des niveaux de corticostérone. L’analyse des enregistrements a démontré une augmentation du signal GCaMP dans les neurones GAD2+ de l’IPN pendant et après le stress par rapport à l’activité de base. De plus, l’immunomarquage de c-fos a montré une activation neuronale accrue dans l’IPN suite à un stress de restriction. En outre, un choc électrique a également augmenté l’activité de GCaMP dans les neurones GAD2+ de l’IPN. Ces résultats indiquent que l’IPN est une zone du cerveau sensible au stress où le stress augmente l’activité des neurones GABAergiques.
L’inhibition optique des neurones IPN GABAergiques soulage l’anxiété induite par le stress
Pour étudier le rôle de l’activation du stress des neurones IPN GABAergiques dans le comportement similaire à l’anxiété, les chercheurs ont utilisé la livraison génique médiée par l’AAV2 pour exprimer soit NpHR, soit eYFP en tant que contrôle dans l’IPN de souris GAD2-Cre. Le comportement similaire à l’anxiété a été évalué à l’aide du labyrinthe en croix surélevé (LCS) et du test en champ ouvert, avec des souris non stressées ou soumises à 5 minutes de contrainte tandis que la lumière était délivrée dans l’IPN. Dans le LCS, le stress de contrainte réduisait l’exploration des bras ouverts chez les souris eYFP par rapport aux souris eYFP et NpHR non stressées. L’inhibition optique des neurones IPN GAD2+ augmentait l’exploration des bras ouverts chez les souris NpHR stressées par rapport aux souris eYFP stressées. Dans le test en champ ouvert, les souris eYFP stressées passaient moins de temps au centre et plus de temps en périphérie de l’arène par rapport aux souris eYFP et NpHR non stressées. Cependant, sous l’effet de la lumière, les souris NpHR stressées passaient plus de temps au centre et moins de temps en périphérie par rapport aux souris eYFP stressées, sans différence de distance parcourue entre les groupes. Ces résultats indiquent que l’inhibition optogénétique des neurones IPN GABAergiques a des effets anxiolytiques et peut bloquer l’anxiété induite par le stress.
Le toilettage induit par le stress diminue l’activité des neurones IPN GABAergiques
Les chercheurs ont exploré le lien entre l’anxiété induite par le stress et la motivation pour les récompenses chez les souris, en mettant l’accent sur le noyau interpédunculaire (IPN) du cerveau. La recherche montre que les stimuli stressants aigus activent les neurones GABAergiques dans l’IPN et que les comportements de gestion du stress et de recherche de récompenses peuvent réduire leur activité. L’étude a également révélé que l’inhibition optique des neurones IPN GABAergiques soulage l’anxiété induite par le stress. De plus, la recherche a démontré que le stress induit des comportements innés et une recherche motivée de récompenses en tant que mécanismes pour s’opposer à l’activation neuronale de l’IPN. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que l’IPN est une zone cérébrale sensible au stress où le stress renforce l’activité neuronale GABAergique.
Le comportement de toilettage est modulé par la manipulation optogénétique de l’activité des neurones IPN GABAergiques
Le comportement de toilettage, considéré comme une forme d’auto-apaisement, peut être modulé en manipulant l’activité des neurones IPN GABAergiques chez les souris grâce à des techniques optogénétiques. L’inhibition de ces neurones à l’aide de la manipulation optogénétique de NpHR a entraîné moins de comportement de toilettage, tandis que l’activation des neurones à l’aide de la manipulation optogénétique de ChR2 a augmenté le comportement de toilettage. De plus, la consommation de saccharose, une récompense naturelle, a été associée à une diminution de l’activité des neurones IPN GABAergiques, en particulier pendant des périodes de stress telles que la restriction alimentaire et après un stress par contrainte. Ces résultats suggèrent que l’activité GABAergique de l’IPN joue un rôle dans le comportement de toilettage et peut être influencée à la fois par le stress et par la consommation de récompenses.
La suppression optique des neurones IPN GABAergiques inhibe les augmentations liées au stress dans la recherche motivée de saccharose
L’étude a examiné si l’activation du stress des neurones IPN GABAergiques motive le comportement de recherche de récompenses pour réduire l’activité de l’IPN en tant que mécanisme d’adaptation pour soulager l’anxiété. Les chercheurs ont utilisé l’optogénétique pour supprimer l’activité induite par le stress des neurones IPN GABAergiques chez les souris pendant un paradigme d’auto-administration de saccharose opérant. Ils ont constaté que les souris exposées au stress avaient une motivation accrue pour le saccharose par rapport aux souris non stressées, mais cette augmentation n’était pas observée chez les souris dont l’activité de l’IPN était inhibée par l’optogénétique. De plus, l’activation des neurones IPN GAD2+ augmentait la motivation pour le saccharose, tandis que la stimulation des terminaisons MHb-IPN augmentait également l’activité de l’IPN et le comportement de toilettage. Ces résultats suggèrent que l’activité accrue de l’IPN favorise le comportement de recherche de récompenses et que l’inhibition de l’activité de l’IPN peut prévenir les augmentations induites par le stress dans la motivation pour le saccharose.