Une équipe de scientifiques de l’Université de Tokyo a identifié un groupe de neurones dans le cerveau des mouches des fruits responsables de l’aversion visuelle face aux menaces perçues. Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre comment l’homme réagit à la peur, et l’équipe a l’intention d’explorer plus avant ces circuits cérébraux, qui pourraient servir de base à de futurs traitements des troubles anxieux et des phobies.
On a découvert qu’un groupe de neurones dans le cerveau des mouches des fruits contrôlait l’aversion visuelle pour les objets effrayants.
Le fait de détourner les yeux des objets qui nous effraient pourrait être dû à un groupe spécifique de neurones dans une région visuelle du cerveau, selon de nouvelles recherches menées à l’université de Tokyo. Les chercheurs ont découvert que dans le cerveau des mouches des fruits, ces neurones libèrent une substance chimique appelée tachykinine qui semble contrôler les mouvements de la mouche pour éviter de faire face à une menace potentielle. Le cerveau de la mouche à fruits peut offrir une analogie utile avec les mammifères de plus grande taille, de sorte que cette recherche pourrait nous aider à mieux comprendre nos propres réactions humaines face aux situations effrayantes et aux phobies. Ensuite, l’équipe souhaite découvrir comment ces neurones s’intègrent dans les circuits plus larges du cerveau afin de pouvoir déterminer comment la peur contrôle la vision.
Vous couvrez-vous les yeux pendant les films d’horreur ? Ou peut-être la vue d’une araignée vous fait-elle tourner en rond ? Éviter de regarder les choses qui nous effraient est une expérience courante, chez les humains comme chez les animaux. Mais qu’est-ce qui nous pousse à détourner le regard des choses que nous craignons ? Des chercheurs ont découvert que cela pourrait être dû à un groupe de neurones dans le cerveau qui régule la vision en cas de peur.
Les mouches calmes ne montrent pas de changement de comportement en réponse à un objet visuel, mais les mouches craintives s’en éloignent en courant. Source : 2023, Tsuji et al.
« Nous avons découvert un mécanisme neuronal par lequel la peur régule l’aversion visuelle dans le cerveau de la drosophile. Il semble qu’un seul groupe de 20 à 30 neurones régule la vision en cas d’état de peur. Étant donné que la peur affecte la vision chez toutes les espèces animales, y compris l’homme, le mécanisme que nous avons découvert pourrait également être actif chez l’homme », explique Masato Tsuji, professeur adjoint au département des sciences biologiques de l’université de Tokyo.
L’équipe a utilisé des bouffées d’air pour simuler une menace physique et a constaté que la vitesse de marche des mouches augmentait après avoir reçu une bouffée d’air. Les mouches choisissaient également un itinéraire sans bouffées si on le leur proposait, ce qui montre qu’elles percevaient les bouffées comme une menace (ou qu’elles préféraient au moins les éviter). Les chercheurs ont ensuite placé un petit objet noir, de la taille d’une araignée, à 60 degrés à droite ou à gauche de la mouche. En soi, l’objet n’a pas provoqué de changement de comportement, mais lorsqu’il était placé après les bouffées d’air, les mouches évitaient de regarder l’objet et se déplaçaient de manière à ce qu’il soit placé derrière elles.
Pour comprendre le mécanisme moléculaire sous-jacent à ce comportement d’aversion, l’équipe a ensuite utilisé des mouches mutées dans lesquelles elle a modifié l’activité de certains neurones. Si les mouches mutées conservaient leurs fonctions visuelles et motrices et évitaient toujours les bouffées d’air, elles ne réagissaient pas de la même manière craintive lorsqu’elles évitaient visuellement l’objet.
« Cela suggère que le groupe de neurones qui libère la tachykinine chimique est nécessaire pour activer l’aversion visuelle », a déclaré Tsuji. « En surveillant l’activité neuronale des mouches, nous avons été surpris de constater qu’elle se produisait selon un modèle oscillatoire, c’est-à-dire que l’activité montait et descendait comme une vague. Les neurones fonctionnent généralement en augmentant simplement leur niveau d’activité, et les rapports d’activité oscillante sont particulièrement rares chez les mouches des fruits car, jusqu’à récemment, la technologie permettant de détecter ce phénomène à une échelle aussi petite et rapide n’existait pas. »
En donnant aux mouches des indicateurs de calcium codés génétiquement, les chercheurs ont pu faire briller les neurones des mouches lorsqu’ils sont activés. Grâce aux techniques d’imagerie les plus récentes, ils ont ensuite pu observer l’évolution de la forme ondulatoire de la lumière émise, qui n’avait pas été détectée auparavant.
Ensuite, l’équipe veut comprendre comment ces neurones s’intègrent dans les circuits plus larges du cerveau. Bien que les neurones existent dans une région visuelle connue du cerveau, les chercheurs ne savent pas encore d’où les neurones reçoivent des données et vers où ils les transmettent, afin de réguler la fuite visuelle d’objets perçus comme dangereux.
« Notre prochain objectif est de découvrir comment l’information visuelle est transmise dans le cerveau, afin que nous puissions finalement dessiner un schéma de circuit complet de la façon dont la peur régule la vision », a déclaré Tsuji. « Un jour, notre découverte pourrait peut-être fournir un indice pour aider au traitement des troubles psychiatriques découlant d’une peur exagérée, tels que les troubles anxieux et les phobies.
Référence : « Threat gates visual aversion via theta activity in Tachykinergic neurons » par Masato Tsuji, Yuto Nishizuka et Kazuo Emoto, 13 juillet 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-39667-z
Cette recherche a été soutenue par la Société japonaise pour la promotion de la science (JSPS) par le biais du Graduate Program for Leaders in Life Innovation (GPLLI), MEXT Grants-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas « Dynamic regulation of brain function by Scrap and Build system » (KAKENHI 16H06456), JSPS (KAKENHI 16H02504), WPI-IRCN, AMED-CREST (JP21gm1310010), JST-CREST (JPMJCR22P6), Fondation Toray, Fondation Naito, Fondation scientifique Takeda et Fondation commémorative Uehara.