Altération de mêmes connexions cérébrales dans plusieurs maladies psychiatriques

Publié le : 18 mars 2024

Porteur du projet : Sébastien PARNAUDEAU – Laboratoire Neuroscience Paris-Seine de l’Institut de Biologie Paris-Seine

Titre du projet : Des troubles de la connectivité thalamocorticale comme un syndrome psychiatrique central

Montant :  80 000 €

 

« Pendant longtemps, l’étude des troubles cognitifs et sociaux sont restés très centrés sur le cortex. Or il apparait de plus en plus clairement que ces déficits, et de façon plus large la pathophysiologie de l’ensemble des troubles psychiatriques repose davantage sur des dérèglements complexes de la connectivité au sein de réseaux neuronaux. C’est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés depuis plusieurs années au thalamus, véritable porte d’entrée vers le cortex, et aux circuits thalamo-corticaux. (…) Mieux comprendre comment le cerveau fonctionne permettra sans nul doute de progresser dans le traitement ou la prise en charge des maladies psychiatriques et neurologiques. » – Sébastien Parnaudeau

 

Résumé du projet

 

Des troubles cognitifs et sociaux retrouvés dans plusieurs pathologies psychiatriques (schizophrénie, autisme, dépression entre autres) résulteraient d’un défaut de connectivité commun entre plusieurs régions cérébrales. Ainsi, le Dr. Parnaudeau propose dans ce projet d’étudier les connexions entre des régions du cerveau altérées chez les patients (le cortex frontal et le thalamus, structure servant de relais des informations nerveuses) afin d’identifier leur rôle dans l’émergence de déficits cognitifs et sociaux. Mieux comprendre ce mécanisme commun potentiellement à l’origine de ces symptômes, permettra d’ouvrir de nouvelles pistes de traitement dans les maladies psychiatriques.

 

Des troubles cognitifs et sociaux communs à plusieurs pathologies psychiatriques

Des troubles cognitifs et sociaux sont retrouvés dans un grand nombre de pathologies psychiatriques. Par exemple, des altérations de la prise de décision sont classiquement associées à la schizophrénie. Des déficits de motivation sociale ou une altération de la reconnaissance des émotions sont également courants dans cette pathologie mais aussi largement observés dans les cas d’autisme ou de dépression. Les raisons biologiques de la récurrence de ces symptômes dans ces différentes pathologies sont inconnues. Durant la dernière décennie, des études d’imagerie cérébrale ont mis en évidence des altérations du thalamus chez les patients, faisant de cette structure un centre clé dans l’étude des maladies psychiatriques. Le thalamus est une structure cérébrale jouant le rôle de coordinateur et relai des informations envoyées au cortex.

 

Le thalamus et le cortex : des connexions à explorer pour mieux comprendre ces troubles

Ce projet a pour but de mieux comprendre les liens entre le thalamus et le cortex afin de déterminer leur implication dans l’émergence de ces déficits cognitifs et sociaux.  Classiquement, les troubles cognitifs et sociaux ont été associés à des anomalies fonctionnelles et/ou anatomiques de plusieurs régions du lobe frontal du cortex. Ces différentes régions communiquent entre elles directement mais aussi via le thalamus et plus particulièrement sa partie dorsomédiane. Les chercheurs étudieront les circuits entre le thalamus et les régions du cortex en les inhibant de façon temporaire et en étudiant l’impact sur les processus de prise de décision et les comportements sociaux dans des modèles murins. L’équipe de Sébastien Parnaudeau analysera également la façon dont le thalamus réagit aux stimuli et s’active et testera sa contribution dans l’activation des différentes aires corticales durant les tâches de comportement.

 

Mieux comprendre ces circuits pour mieux traiter ces symptômes cognitifs et sociaux

Ce projet devrait permettre de mieux comprendre les circuits neuronaux impliqués dans les déficits cognitifs et sociaux retrouvés dans plusieurs troubles psychiatriques comme la schizophrénie, le TDAH, la dépression et l’autisme.

 

Résultats : Des circuits cérébraux reliant thalamus au cortex préfrontal, essentiels à la flexibilité et aux interactions sociales

Les difficultés cognitives et sociales, notamment les problèmes de flexibilité, de prise de décision ou d’interaction avec les autres, sont communes à plusieurs troubles psychiatriques comme la schizophrénie, la dépression, l’autisme ou le TDAH.

Les travaux du Dr Sébastien Parnaudeau et de ses partenaires ont permis d’identifier plusieurs circuits reliant le thalamus au cortex préfrontal et de mieux comprendre leur rôle dans ces fonctions. Chez l’animal, les chercheurs montrent que ces circuits participent à la capacité à adapter son comportement face à une situation nouvelle, mais aussi à la sociabilité. Les travaux ont par ailleurs permis de mieux comprendre les mécanismes cérébraux impliqués dans la contagion émotionnelle, c’est-à-dire la capacité à ressentir ou à reproduire l’état émotionnel d’un congénère familier. Celle-ci dépend notamment de l’action des hormones du stress dans le cortex préfrontal.

Ces résultats renforcent ainsi l’hypothèse selon laquelle des altérations de ces circuits pourraient contribuer à certains symptômes cognitifs et sociaux observés dans différents troubles psychiatriques. Ils sont essentiels car ils permettent d’ouvrir de nouvelles perspectives d’approches thérapeutiques pour ces troubles neuropsychiatriques, en ciblant ces circuits.

Une revue de synthèse influente est parue dans la revue Neuron et pose le cadre conceptuel du projet :

Wolff M, Halassa MM (2024) The mediodorsal thalamus in executive control. Neuron 112:893–908. Un communiqué est accessible sur ce lien : https://www.bordeaux-neurocampus.fr/the-mediodorsal-thalamus-in-executive-control/

Plusieurs communications internationales et nationales sur le projet ont également été effectuées.

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L’équipe de Sébastien Parnaudeau et l’équipe de Mathieu Wolff (Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives d’Aquitaine, Bordeaux) associeront leur expertise sur le rôle des circuits thalamocorticaux à des approches complémentaires pour relier leur activité aux fonctions cognitives et sociales.

 

Photographies :  Inserm, Sébastien Parnaudeau