Une étude sur la souris sonde comment la sérotonine affecte la patience

La sérotonine est un messager chimique dans le corps lié à une grande variété de comportements, de l'humeur et du sommeil aux envies et à la spontanéité.

Dans une nouvelle étude sur la souris, des chercheurs japonais de l’unité de calcul neuronal de l’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) ont étudié comment la sérotonine pouvait influencer la capacité de rester patient en attendant une récompense.

Les résultats sont publiés dans la revue Communications de la nature.

Le pouvoir de la sérotonine sur le comportement humain en a fait un objectif clé dans le traitement des problèmes de santé mentale tels que la dépression, en particulier avec l'utilisation d'inhibiteurs sélectifs des récepteurs de la sérotonine (ISRS). Ces médicaments ralentissent la réabsorption de la sérotonine et la maintiennent active dans le cerveau.

«La sérotonine a fait l'objet de nombreuses études en pharmacologie, et les médicaments sérotoninergiques sont couramment prescrits, mais le rôle de la sérotonine sur le comportement n'est pas clair», a déclaré l'auteur de l'étude, le Dr Katsuhiko Miyazaki. Il a mené l'étude avec le Dr Kayoko Miyazaki.

Pour l'étude, les souris ont été entraînées à effectuer une tâche pour recevoir une récompense alimentaire: placer leur nez dans un petit trou et attendre - ce qu'on appelle un «coup de nez». Après une période de temps prédéterminée, la récompense était délivrée.

Dans une étude précédente, l'équipe de recherche a utilisé une méthode qui permet aux scientifiques d'utiliser la lumière pour stimuler des neurones spécifiques avec un timing précis - cette technique est connue sous le nom d'optogénétique. Les neurones sont génétiquement modifiés pour produire une protéine sensible à la lumière qui est ensuite stimulée par une lumière brillante le long d'une fibre optique implantée dans le cerveau.

Dans l'étude, les neurones producteurs de sérotonine ont été stimulés optogénétiquement dans une région du cerveau appelée noyau du raphé dorsal (DRN), qui émet largement vers le cerveau antérieur. Les résultats montrent que l'augmentation de l'activité des neurones sérotoninergiques dans le DRN a considérablement prolongé la durée pendant laquelle les souris étaient prêtes à attendre une récompense alimentaire.

Mais les souris répondraient-elles de la même manière dans des circonstances où l'obtention d'une récompense était incertaine? En d'autres termes, les souris attendraient-elles de la nourriture indépendamment de la probabilité et du moment de son apparition, ou abandonneraient-elles?

Les chercheurs ont découvert qu’il y avait des limites à la capacité de la sérotonine à améliorer sa patience - en fait, la certitude de la récompense est un facteur significatif dans le temps qu’une souris est prête à attendre.

Par exemple, les souris ont eu un essai de pique-nez avec 75% de chances d'obtenir une récompense et une période d'attente de 3 secondes avant que la récompense ne soit délivrée. Lorsque ces souris n'ont reçu aucune récompense, leur temps d'attente s'est prolongé. Cependant, dans les tests où la probabilité d’obtenir une récompense après un coup de nez était de 50 ou 25%, l’augmentation de la sérotonine n’avait aucun effet sur le temps d’attente.

«L'effet de patience ne fonctionne que lorsque la souris pense qu'il y a une forte probabilité de récompense», a déclaré Katsuhiko Miyazaki.

Les résultats montrent que la relation entre l’activation de la sérotonine et le comportement ultérieur dépend fortement de la croyance des rongeurs sur les circonstances. Ces résultats peuvent avoir des implications pour notre compréhension de la façon dont les humains prenant des médicaments stimulant la sérotonine peuvent également être affectés.

«Cela pourrait aider à expliquer pourquoi le traitement combiné de la dépression avec les ISRS et la thérapie cognitivo-comportementale est plus efficace que les ISRS seuls», a déclaré Katsuhiko Miyazaki. «Le coup de pouce psychologique de la thérapie est renforcé par des niveaux élevés de sérotonine.»

Source: Institut des sciences et technologies d'Okinawa