Démêler le code neuronal du cerveau anxieux
Pour la première fois, les scientifiques ont mesuré des schémas cérébraux profonds fluctuants sur plusieurs jours. Ils ont aperçu la signature neuronale de la mauvaise humeur chez les personnes anxieuses.
Bien que notre compréhension des conditions neuropsychiatriques, telles que l'anxiété et la dépression, ait progressé à pas de géant au fil des ans, il existe encore de vastes lacunes dans nos connaissances.
Essayer de déchiffrer le fonctionnement interne de la structure la plus compliquée de l'univers est forcément très difficile.
Dans un processus qui semble encore proche de la magie, nos perceptions, notre sens de soi et nos émotions sont tissés en une seule expérience: la conscience. C'est le résultat de milliers de milliards de connexions entre neurones.
Des années d'études ont révélé les rôles de diverses régions du cerveau. Par exemple, nous savons que l'hippocampe est important pour la mémoire et que l'amygdale est impliquée dans le traitement des émotions.
Cependant, le simple fait d'identifier les régions liées à des activités particulières ne nous donne pas une compréhension approfondie de la façon dont le cerveau produit un spectre aussi vif d'expériences et d'émotions.
Plonger dans la complexité de l'humeur
Tout le monde vit des hauts et des bas émotionnels. Pour certaines personnes, les fluctuations peuvent être si graves que leur vie est considérablement perturbée. Cela fait de l'humeur un sujet d'étude important.
Les troubles anxieux touchent environ 40 millions d'adultes aux États-Unis, et en 2016, par exemple, plus de 16 millions d'adultes américains ont connu au moins un épisode dépressif majeur.
L'utilisation de l'IRM et d'autres techniques d'imagerie a permis aux scientifiques d'observer le cerveau avec de nouveaux détails.
Lorsqu'un participant est immobile dans le petit tunnel d'un appareil, les chercheurs peuvent lui présenter des stimuli chargés émotionnellement, puis observer comment le cerveau réagit, alors que les émotions passent du positif au négatif.
Bien que ces études aient débloqué des informations sur le fonctionnement interne de notre cerveau, se trouver à l'intérieur d'un scanner IRM est à peu près aussi éloigné de la vie réelle que possible.
Récemment, et pour la première fois, des chercheurs ont conçu une expérience qui mesure les corrélats neuronaux de l'humeur dans des situations réelles.
Le Dr Edward Chang, neuroscientifique, et le Dr Vikaas Sohal, Ph.D., psychiatre et neuroscientifique, ont dirigé l'équipe. Tous deux sont membres de l'Université de Californie, San Francisco Weill Institute for Neurosciences.
Mesurer l'activité cérébrale en temps réel
Observer le fonctionnement minute par minute du cerveau humain nécessitait un groupe unique de participants.
Les chercheurs ont recruté 21 personnes épileptiques qui avaient déjà 40 à 70 électrodes implantées à la surface du cerveau et dans certaines structures plus profondes.
Les participants avaient reçu les électrodes en vue d'une intervention chirurgicale visant à retirer des sections du cerveau responsables de crises.
Ces implants ont permis aux scientifiques de tracer l'activité cérébrale pendant 7 à 10 jours. Pendant tout ce temps, les participants ont enregistré les changements d'humeur à l'aide d'un questionnaire sur tablette.
De cette manière, les scientifiques ont pu corréler les changements d'humeur avec l'activité cérébrale à l'aide d'algorithmes, que l'auteur principal de l'étude, Lowry Kirkby, Ph.D., avait conçus. Les résultats du groupe sont parus aujourd'hui dans la revue Cellule.
Réseaux de cohérence intrinsèque
Avant d'étudier les journaux d'humeur, les scientifiques ont parcouru les données cérébrales, à la recherche de réseaux de cohérence intrinsèque.
Ces réseaux sont des groupes de régions cérébrales qui ont tendance à être actives au même moment. Les scientifiques considèrent cette activité coordonnée comme signifiant que les régions travaillent ensemble et communiquent.
Lorsque les scientifiques ont comparé les données des 21 participants, ils ont trouvé diverses «cliques» de régions cérébrales qui se déclenchaient régulièrement ensemble à la même fréquence.
Dans 13 des participants, une clique était particulièrement active. Une évaluation antérieure de ce groupe avait indiqué qu'ils éprouvaient tous des niveaux d'anxiété relativement élevés.
Les données ont montré que lorsque cette clique était active, elle était en corrélation avec des sentiments de mauvaise humeur.
Plus précisément, les chercheurs ont observé une activité combinée dans l'hippocampe et l'amygdale. L'activité consistait en des ondes bêta, qui formaient un rythme que les scientifiques avaient auparavant lié à une pensée anxieuse.
La découverte d’un modèle aussi clair dans l’activité cérébrale des groupes a déconcerté les chercheurs.
«Nous avons été assez surpris d’identifier un seul signal qui expliquait presque complètement les crises d’humeur dépressive chez un si grand nombre de personnes.»
Dr Vikaas Sohal, Ph.D.
Juste le commencement
L'étude a marqué le début de cette ligne d'enquête, donc rencontrer un tel schéma apparemment clair dès le début était le bienvenu. Comme le dit le Dr Sohal, «trouver un biomarqueur aussi puissant et instructif était plus que ce à quoi nous nous attendions à ce stade du projet.»
Découvrir l'activité cérébrale caractéristique de 13 participants était aussi surprenant que de constater son absence chez les autres, qui n'avaient pas une anxiété aussi prononcée.
Ces résultats peuvent fournir des indices sur les différentes manières dont les personnes sujettes à l'anxiété traitent les informations émotionnelles.
«Sur la base de ce que nous savons de ces structures cérébrales, cela suggère que les interactions entre l'amygdale et l'hippocampe pourraient être liées au rappel de souvenirs émotionnels, et que cette voie est particulièrement forte chez les personnes ayant des niveaux élevés d'anxiété, dont l'humeur pourrait alors être fortement influencée. en se remémorant des souvenirs chargés d'émotions », explique le Dr Sohal.
Beaucoup d'autres travaux suivront, mais le Dr Sohal est déjà enthousiasmé par les résultats. Il explique: «En tant que psychiatre, il est extrêmement satisfaisant de commencer à être en mesure de fournir un cadre conceptuel aux patients pour les aider à comprendre ce qu’ils vivent quand ils se sentent déprimés.»
Ces travaux peuvent également contribuer à des diagnostics avancés. Le Dr Chang explique: «Les résultats ont des implications scientifiques pour notre compréhension de la façon dont des régions cérébrales spécifiques contribuent aux troubles de l'humeur, mais aussi des implications pratiques pour identifier les biomarqueurs qui pourraient être utilisés pour une nouvelle technologie conçue pour traiter ces troubles.
