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L’ocytocine, un peptide secrété par le cerveau, est assez complexe : neuromodulateur, il peut à la fois rapprocher les cœurs ou aider à induire l’agressivité. Cette conclusion découle d’une recherche unique menée par les scientifiques de l’Institut Weizmann des sciences, dans laquelle des souris vivant dans des conditions semi-naturelles ont vu leurs cellules cérébrales productrices d’ocytocine s’activer de manière très précise. Les résultats, publiés aujourd’hui dans Neuron, , pourraient faire la lumière sur les efforts déployés pour utiliser l’ocytocine dans le traitement de diverses affections psychiatriques, de l’anxiété sociale à la schizophrénie en passant par l’autisme.
Une grande partie de ce que nous savons sur les actions des neuromodulateurs comme l’ocytocine provient d’études comportementales sur des animaux de laboratoire dans des conditions de laboratoire standards. Ces conditions sont strictement contrôlées et artificielles, en partie pour que les chercheurs puissent limiter le nombre de variables affectant le comportement. Mais un certain nombre d’études récentes suggèrent que les actions d’une souris dans un environnement semi-naturel peuvent nous en apprendre beaucoup plus sur le comportement naturel, en particulier lorsque nous voulons appliquer ces découvertes aux humains.
Le groupe du professeur Alon Chen au sein du département de neurobiologie de l’Institut a créé un dispositif expérimental qui lui permet d’observer les souris dans un environnement proche de leurs conditions de vie naturelles – un environnement enrichi de stimuli qu’elles peuvent explorer – et leur activité est surveillée jour et nuit par des caméras et analysée par calcul. La présente étude, qui se poursuit depuis huit ans, a été menée par les étudiants Sergey Anpilov et Noa Eren, et le Dr Yair Shemesh, membre du personnel scientifique du groupe de laboratoire du professeur Chen. L’innovation de cette expérience a toutefois consisté à intégrer l’optogénétique, une méthode qui permet aux chercheurs d’activer ou de désactiver certains neurones du cerveau à l’aide de la lumière. Pour créer un dispositif optogénétique qui permettrait à l’équipe d’étudier les souris qui se comportent de façon naturelle, le groupe a mis au point un appareil compact, léger et sans-fil avec lequel les scientifiques pouvaient activer les cellules nerveuses par télécommande. Avec l’aide de l’expert en optogénétique Ofer Yizhar, professeur, du même département, le groupe a introduit une protéine précédemment développée par le professeur Yizhar dans les cellules cérébrales productrices d’ocytocine chez les souris. Lorsque la lumière de l’appareil sans fil a touché ces neurones, ils sont devenus plus sensibles à l’apport des autres cellules cérébrales de leur réseau.
M. Shemesh ajoute que « le dispositif expérimental classique ne manque pas seulement de stimuli, les mesures ont tendance à ne durer que quelques minutes, alors que nous avions la capacité de suivre la dynamique sociale dans un groupe sur plusieurs jours ».L’étude du rôle de l’ocytocine a été une sorte de test pour le système expérimental. On croyait que cette hormone était le médiateur d’un comportement prosocial. Mais les résultats ont été contradictoires, et certains ont proposé une autre hypothèse, appelée « saillance sociale », selon laquelle l’ocytocine pourrait contribuer à amplifier la perception de divers indices sociaux, ce qui pourrait alors déboucher sur des résultats prosociaux ou antagonistes, en fonction de facteurs tels que le caractère de l’individu et son environnement.
Pour tester l’hypothèse de la saillance sociale, l’équipe a utilisé des souris chez lesquelles elle a pu activer en douceur les cellules productrices d’ocytocine dans l’hypothalamus, en les plaçant d’abord dans des environnements de laboratoire enrichis et semi-naturels. Pour comparer, ils ont répété l’expérience avec des souris placées dans des installations de laboratoire standards et stériles.
Dans l’environnement semi-naturel, les souris ont d’abord montré un intérêt accru les unes pour les autres, mais cela s’est rapidement accompagné d’une augmentation du comportement agressif. En revanche, l’augmentation de la production d’ocytocine chez les souris dans des conditions de laboratoire classiques a entraîné une réduction de l’agressivité. « Dans un environnement social naturel entièrement masculin, nous nous attendrions à voir des comportements agressifs dans la lutte pour le territoire ou la nourriture, déclare M. Anpilov. C’est-à-dire que les conditions sociales sont propices à la concurrence et à l’agressivité. Dans le laboratoire standard, une situation sociale différente conduit à un effet différent pour l’ocytocine. »
Si l’« hormone de l’amour » est plus probablement une « hormone sociale », qu’est-ce que cela signifie pour ses applications pharmaceutiques? « L’ocytocine intervient, comme l’ont montré des expériences antérieures, dans des comportements sociaux tels que le contact visuel ou le sentiment de proximité, explique Mme Eren, mais nos travaux montrent qu’elle n’améliore pas la sociabilité dans son ensemble. Ses effets dépendent à la fois du contexte et de la personnalité. » Cela implique que si l’ocytocine doit être utilisée à des fins thérapeutiques, une vision beaucoup plus nuancée est nécessaire en matière de recherche : « Si nous voulons comprendre les complexités du comportement, nous devons étudier le comportement dans un environnement complexe. Ce n’est qu’alors que nous pourrons commencer à transposer nos découvertes au comportement humain », dit-elle.
Ont participé à cette recherche des scientifiques de l’Institut Max Planck de psychiatrie de Munich, notamment les étudiants Asaf Benjamin et Stoyo Karamihalev, le Dr Julien Dine, membre du personnel scientifique, et le Dr Oren Forkosh, chercheur postdoctoral, du laboratoire Chen; le professeur Shlomo Wagner et le Dr Hala Harony-Nicolas, chercheur postdoctoral, de l’Université de Haïfa; le professeur Inga Neumann et l’étudiant Vinicius Oliveira, chercheur à l’Université de Regensburg, en Allemagne; et l’ingénieur électrique Avi Dagan.
Les recherches du professeur Alon Chen sont soutenues par le Ruhman Family Laboratory for Research in the Neurobiology of Stress; la Fondation de la famille Perlman, fondée par Louis L. et Anita M. Perlman; la Fondation Adelis; Bruno Licht; et Sonia T. Marschak. Le professeur Chen est le titulaire de la chaire professorale de neurobiologie Vera et John Schwartz.
Les recherches du professeur Ofer Yizhar sont soutenues par l’Institut Ilse Katz pour les sciences des matériaux et la recherche en résonance magnétique, le prix Adelis de recherche sur le cerveau et le laboratoire Paul et Lucie Schwartz, Georges et Vera Gersen.
