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Le cortex insulaire traite la douleur et donne des leçons au cerveau

Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

La douleur aiguë, par exemple celle que l'on ressent lorsqu'on se tape la jambe contre un objet pointu, est une sensation désagréable. Grâce à elle, nous apprenons à éviter les situations qui peuvent être dangereuses. Ce phénomène appelé apprentissage par la peur aide les animaux et les humains à survivre. Mais quelle partie du cerveau avertit-elle les autres zones des événements douloureux pour que cet apprentissage puisse avoir lieu?

Nous savons depuis un certain temps qu'une zone du cerveau appelée amygdale joue un rôle important dans l'apprentissage par la peur. Des scientifiques du laboratoire de Ralf Schneggenburger à l'EPFL ont aujourd'hui découvert que l'émetteur de ces «avertissements» était le cortex insulaire. Située au fond du sillon latéral du cerveau, cette partie du cerveau est associée au codage des sensations de notre corps. D'ailleurs, les neurones du cortex insulaire sont reliés à ceux de l'amygdale, mais la fonction de cette connexion cérébrale n'avait été que peu étudiée auparavant.

Comme le cortex insulaire des souris est similaire à celui des humains, les scientifiques ont effectué leurs recherches sur les rongeurs. Ils ont transféré par génie génétique des canaux ioniques activés par la lumière dans des neurones spécifiques du cerveau des souris. Cela leur a permis de stopper l'activité électrique de neurones du cortex insulaire en envoyant de brèves impulsions de lumière laser pendant l'événement impliquant un apprentissage par la peur.

Les chercheurs ont découvert que les souris n'avaient quasiment plus peur d'une légère décharge électrique administrée à leur patte lorsqu'ils désactivaient le cortex insulaire pendant la situation douloureuse. De plus, la capacité des souris à tirer des leçons de l'événement douloureux s'en est vue considérablement réduite.

L'étude démontre que, en plus d'informer notre cerveau de la douleur physique, le cortex insulaire peut envoyer un fort signal aux autres régions cérébrales qui interviennent dans la formation du souvenir de l'événement désagréable. «Comme la désactivation du cortex insulaire supprime la sensation déplaisante habituellement associée à l'événement douloureux, notre étude suggère que les neurones de cette zone sont à l'origine de cette sensation subjective et induisent un processus d'apprentissage dans d'autres régions du cerveau», explique Ralf Schneggenburger.

«De ce fait, l'activité du cortex insulaire pourrait fortement influencer la formation de la connectivité cérébrale dans d'autres zones du cerveau, ce qui serait cohérent avec des études qui montrent une activité anormale du cortex insulaire chez les individus souffrant de certains troubles psychiatriques. Ainsi, notre étude des mécanismes neuronaux qui codent la douleur dans notre cerveau pourrait servir, associée à de futures études sur les mécanismes de plasticité sous-jacents, à élaborer des traitements pour des maladies psychiatriques telles que l'anxiété et les troubles de stress post-traumatique.»

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Financement

Fonds national suisse de la recherche scientifique
PRN Synapsy
Fondation allemande pour la recherche
Organisation européenne de biologie moléculaire

Référence

Emmanuelle Berret, Michael Kintscher, Shriya Palchaudhuri, Wei Tang, Denys Osypenko, Olexiy Kochubey, Ralf Schneggenburger. Insular cortex processes aversive somatosensory information and is crucial for threat learning. Science, 16 mai 2019.

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