S'il était établi depuis plusieurs années que le cerveau adulte pouvait produire de nouveaux neurones, il restait encore à préciser les propriétés fournies par ces neurones formés tardivement. Quels avantages pouvaient-ils apporter que leurs semblables, générés peu après la naissance, ne pouvaient garantir ? Des chercheurs de l'Institut Pasteur et du CNRS montrent que les nouveaux neurones produits chez l'adulte réagissent préférentiellement aux stimuli sensoriels associés à la récompense, et permettent d'accélérer l'association entre l'information sensorielle et cette récompense. Les neurones générés chez l'adulte sont ainsi aussi importants pour identifier le stimulus sensoriel que la valeur positive à laquelle cette expérience sensorielle est associée. Fait marquant, les neurones générés peu après la naissance sont incapables d'assurer cette même fonction. Ces résultats sont publiés dans la revue PNAS, le 19 février 2018.
Même si la plupart des neurones sont générés au cours du développement embryonnaire, certaines régions du cerveau des mammifères ont la capacité, à lâge adulte, de renouveler continuellement leurs neurones. Si lexistence de ces néo-neurones adultes est désormais établie, de nombreuses questions sur la fonction et la manière dont ils sintègrent dans leur territoire cible demeurent toujours sans réponse.
Aujourdhui, léquipe Perception et Mémoire (Institut Pasteur/CNRS), dirigée par Pierre-Marie Lledo, directeur de recherche CNRS, apporte de nouveaux faits scientifiques qui révèlent le rôle particulier de ces neurones produits tardivement dans le cerveau adulte. Cette étude démontre ainsi que lattribution de valeurs plaisantes aux expériences sensorielles repose étroitement sur lactivité des neurones produits chez ladulte, et non ceux formés peu après la naissance. Cest grâce à lactivité de ces premiers quun sujet pourrait anticiper larrivée dune récompense.
Pour cela, les chercheurs se sont intéressés à la production de nouveaux neurones chez des souris adultes, et plus particulièrement ceux qui sintègrent dans la région du cerveau responsable de lanalyse des odeurs, le bulbe olfactif. Ces néo-neurones sont considérés comme des acteurs majeurs de flexibilité pour lapprentissage et la mémoire des expériences sensorielles olfactives.
Les chercheurs de lInstitut Pasteur et du CNRS ont constaté que les néo-neurones étaient capables de réagir différemment à une odeur en fonction des conséquences associées à cette expérience sensorielle, comme lobtention ou non dune récompense. Ils ont également montré quun apprentissage olfactif, durant lequel les souris doivent associer une odeur avec un renforcement positif, était facilité dès lors que les néo-neurones étaient activés. Finalement, la simple activation de ces neurones générés chez ladulte pouvait être assimilée à une odeur prédictive dune récompense.
En somme, cest à travers la valeur attribuée aux sensations, et non à la simple identification de la nature de cette sensation, quil faut appréhender la fonction des neurones produits tardivement dans le cerveau adulte. Ce travail démontre que lapprentissage motivé par lobtention dune récompense dépend étroitement de la neurogenèse du cerveau adulte.
Transposés à lhumain, ces résultats pourraient permettre de mieux appréhender le rôle joué par les néo-neurones de lhippocampe adulte dans les processus dapprentissage associatif.
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Journal
Proceedings of the National Academy of Sciences