Pleins feux sur la dopamine pour sonder la dépendance à l'alcool
Optogénétique permet aux chercheurs de contrôler l'activité de populations spécifiques de cellules cérébrales, ou neurones, en utilisant la lumière.
Étonnamment, nous devons remercier l'écume d'étang pour la nouvelle technique; la méthode a été conçue pour comprendre comment les minuscules algues vertes qui donnent à l'écume de l'étang sa couleur distinctive détectent et utilisent la lumière pour pousser.
La technologie a permis à Evgeny A. Budygin, Ph.D., professeur adjoint de neurobiologie et d'anatomie au Wake Forest Baptist Medical Center, de répondre à des questions critiques concernant le rôle de la dopamine dans les comportements liés à la consommation d'alcool.
"Avec cette technique, nous avons essentiellement pris le contrôle de populations spécifiques de cellules dopaminergiques, en utilisant la lumière pour les faire réagir - presque comme si vous basculiez un interrupteur d'éclairage", a déclaré Budygin.
«Ces données nous fournissent des indications concrètes sur le type de schémas d'activation des cellules dopaminergiques qui pourraient être les plus efficaces pour cibler la consommation d'alcool.»
La dernière étude de Budygin et de son équipe a été publiée en ligne dans la revue Frontières en neurosciences comportementales.
Le co-auteur Jeffrey L. Weiner, Ph.D., professeur de physiologie et de pharmacologie à Wake Forest Baptist, a déclaré que l'un des plus grands défis en neuroscience était de contrôler l'activité des cellules cérébrales de la même manière que le cerveau les contrôle réellement. .
Avec l'optogénétique, les neuroscientifiques peuvent activer ou désactiver des neurones spécifiques à volonté, prouvant que ces neurones régissent en fait des comportements spécifiques.
«Nous savons depuis de nombreuses années quelles zones du cerveau sont impliquées dans le développement de la dépendance et quels neurotransmetteurs sont essentiels à ce processus», a déclaré Weiner.
«Nous avons besoin de connaître la relation causale entre les changements neurochimiques dans le cerveau et les comportements addictifs, et l'optogénétique rend cela possible maintenant.»
À l'aide d'un modèle de rongeur, les chercheurs ont utilisé des techniques moléculaires de pointe pour exprimer la protéine rhodopsine du canal sensible à la lumière dans une population spécifique de cellules dopaminergiques dans le système de récompense cérébrale.
Ils ont ensuite implanté de minuscules fibres optiques dans cette région du cerveau et ont pu contrôler l'activité de ces cellules dopaminergiques en leur faisant clignoter un laser bleu.
"Vous pouvez placer une électrode dans le cerveau et appliquer un courant électrique pour imiter la façon dont les cellules cérébrales sont excitées, mais lorsque vous faites cela, vous activez toutes les cellules de cette zone", a déclaré Weiner.
«Avec l'optogénétique, nous avons pu contrôler sélectivement une population spécifique de cellules dopaminergiques dans une partie du système de récompense cérébrale.
En utilisant cette technique, nous avons découvert des modèles distincts d'activation des cellules dopaminergiques qui semblaient capables de perturber le comportement de consommation d'alcool des rats.
Weiner a déclaré que l'étude avait une valeur translationnelle car «elle nous donne un meilleur aperçu de la façon dont nous pourrions vouloir utiliser quelque chose comme la stimulation cérébrale profonde pour traiter l'alcoolisme.
Les médecins commencent à utiliser la stimulation cérébrale profonde pour tout traiter, de l'anxiété à la dépression, et même si cela fonctionne, il y a peu de compréhension scientifique derrière cela, a-t-il déclaré.
Budygin était d'accord. «Nous faisons maintenant les premiers pas dans cette direction», a-t-il déclaré. «C'était impossible avant l'ère optogénétique.»
Source: Université de Wake Forest
