Le Rôle Crucial du Thalamus dans l’Adaptation du Cerveau Adulte
Traditionnellement, les scientifiques pensaient que le cortex était au cœur de l’adaptabilité du cerveau adulte. Cependant, une étude révolutionnaire menée par des chercheurs de l’Institut néerlandais des neurosciences remet en question cette idée, révélant un rôle inattendu mais essentiel joué par le thalamus. Souvent considéré comme une station relais pour les informations sensorielles et motrices, le thalamus émerge comme un acteur majeur de l’adaptabilité cérébrale, ouvrant des perspectives prometteuses pour de futures thérapies. Selon le chercheur principal, Christiaan Levelt, “Cela pourrait être un point de départ intéressant pour diverses thérapies.”
Apprendre et s’adapter à de nouvelles expériences demande une immense puissance cérébrale, un processus appelé plasticité. Si les périodes critiques au cours du développement sont connues pour leur grande plasticité, le cerveau adulte est loin d’être statique. Cependant, les mécanismes qui gouvernent la plasticité du cerveau adulte ont longtemps échappé aux scientifiques.
Pour résoudre cette énigme, Yi Qin et ses collègues, sous la direction de Christiaan Levelt, se sont tournés vers le système visuel des souris pour obtenir des informations. Les souris sont un modèle idéal pour l’étude de la plasticité en raison de leur malléabilité. Dans cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur le système visuel, car il sert de modèle bien établi pour l’étude de la plasticité. Les informations visuelles de la rétine parviennent au thalamus, qui transmet ensuite les données traitées au cortex visuel et vice versa. Pour évaluer l’adaptabilité du cerveau adulte, l’équipe a couvert un œil des souris pendant plusieurs jours. Les résultats ont été stupéfiants, car le cortex visuel a commencé à moins réagir à l’œil couvert et davantage à l’œil ouvert. La régulation précise de ce processus est cependant restée une énigme jusqu’à ce que ces découvertes récentes propulsent le thalamus sous les projecteurs.
Une Nouvelle Perspective sur la Plasticité Cérébrale
En réfléchissant à leur parcours de découverte, Christiaan Levelt a déclaré : “Il y a cinq ans, nous avons découvert le rôle crucial du thalamus dans la plasticité du cortex visuel pendant les périodes critiques du développement. Cette révélation a fondamentalement changé notre perspective sur l’ensemble de ce système. Auparavant, nous pensions que le cortex visuel était le principal régulateur de ce processus, mais il est clair que ce n’est qu’une partie de l’histoire. En supprimant un composant spécifique, la sous-unité alpha-1 du GABA, du thalamus de souris pendant la période de développement visuel critique, nous avons perturbé l’inhibition, ce qui a entraîné l’arrêt du changement de réponse lorsque l’œil était fermé.”
Ces découvertes ont suscité des questions sur le fait de savoir si le thalamus influençait également la plasticité du cerveau adulte. Yi Qin a expliqué : “Notre étude actuelle a reproduit la même expérience chez des souris adultes, avec des résultats similaires. Nous avons confirmé que le thalamus adulte présentait en effet de la plasticité, qui diminuait lorsque la sous-unité alpha-1 était retirée. Par conséquent, il n’y avait plus de changement dans le cortex non plus. Étant donné que le cortex visuel communique de manière réciproque avec le thalamus, nous avons étudié si le cortex visuel influençait également la plasticité du thalamus. En inversant l’expérience et en désactivant le cortex visuel, nous avons examiné l’impact sur les changements de réponse thalamique. De manière intéressante, chez les animaux adultes, aucune différence significative n’a été observée, le changement persistait. Cependant, chez les animaux en période de développement critique, la désactivation du cortex visuel faisait revenir le changement dans le thalamus. Cela souligne qu’à un jeune âge, le thalamus et le cortex s’influencent beaucoup mutuellement, tandis que chez l’adulte, le thalamus émerge comme un acteur clé de la plasticité du cortex, mais pas l’inverse.”
Levelt poursuit : “La plasticité est importante dans de nombreux processus. Nous nous concentrons actuellement sur la plasticité sensorielle (vision), mais la plasticité est également fondamentale pour la mémoire et d’autres fonctions. Ces nouvelles perspectives pourraient être pertinentes, par exemple, pour comprendre les troubles de l’apprentissage. Il est possible que l’origine de ces problèmes réside dans le thalamus plutôt que dans le cortex. Par conséquent, une approche différente est nécessaire. Au lieu de se concentrer uniquement sur le cortex, nous devrions également tenir compte du thalamus en ce qui concerne les thérapies et la pathogenèse de ces problèmes. Il s’agit d’une nouvelle interprétation importante.”
Qin : “Même dans le cas de l’œil paresseux, on suppose que c’est un problème du cortex, mais cela pourrait également impliquer le thalamus. En Europe, nous testons la présence de l’œil paresseux dès le plus jeune âge. Cette condition peut être corrigée pendant la période critique en masquant temporairement le “bon œil”, ce qui renforce les connexions avec le “mauvais œil”. Aux États-Unis, par exemple, cela n’est pas vérifié systématiquement à un jeune âge, ce qui entraîne plus de personnes ayant un œil paresseux à l’âge adulte. Étant donné que la période critique est déjà passée pour eux, il devient plus difficile de traiter ces personnes. Notre étude suggère que nous devons regarder au-delà du cortex, ce qui peut orienter une nouvelle stratégie de traitement.”
Ces découvertes passionnantes ouvrent de nouvelles perspectives dans la compréhension du fonctionnement du cerveau et de la manière de traiter divers problèmes neurologiques et d’apprentissage. En considérant le thalamus comme un acteur clé de l’adaptabilité cérébrale, les chercheurs suggèrent que les thérapies futures pourraient bénéficier en ciblant cette région, offrant ainsi de l’espoir à ceux qui luttent contre des affections neurologiques et des troubles de l’apprentissage.