CHRONIQUE ACTUALITÉS

Deux études récentes suggèrent que le coupable est un circuit cérébral qui relie des cellules spéciales de détection de la lumière dans la rétine à des zones du cerveau qui affectent si vous êtes heureux ou triste.

« Il est très probable que des choses comme le trouble affectif saisonnier impliquent cette voie », dit Jérôme Sanes, professeur de neurosciences à l'Université Brown.

Sanes faisait partie d'une équipe qui a trouvé des preuves du circuit cérébral chez les humains. Les scientifiques ont présenté leurs recherches en novembre à la réunion de la Society for Neuroscience. Le travail n'a pas encore été publié dans une revue à comité de lecture, mais les chercheurs prévoient le soumettre

Quelques semaines plus tôt, une autre équipe avait publié une étude suggérant un circuit très similaire chez la souris.

Ensemble, ces études montrent clairement que les changements d'humeur saisonniers, qui touchent environ une personne sur cinq, ont une cause biologique. La recherche s'ajoute également aux données probantes qui soutiennent que la luminothérapie est un traitement approprié.

« Maintenant, nous connaissons l’existence d’un circuit par lequel votre œil influence votre cerveau et l'humeur», dit Samer Hattar, auteur de l'étude sur la souris et chef de la section sur la lumière et les rythmes circadiens de l'Institut national de la santé mentale. Cette découverte est le résultat d'un effort de plusieurs décennies pour comprendre le lien insaisissable entre la lumière et l'humeur. « C'est la dernière pièce du casse-tête », dit Hattar

L'effort de recherche a commencé au début des années 2000, lorsque Hattar et David Berson, professeur de neurosciences à l'Université Brown, étudiaient les cellules de la rétine.

« Les gens se moquaient de nous quand nous disions qu'il y avait d'autres photorécepteurs distincts des bâtonnets et des cônes dans la rétine », dit Hattar.

Les sceptiques ont cessé de rire lorsque l'équipe a découvert un troisième type de photorécepteur contenant une substance photosensible appelée mélanopsine qui ne se trouve pas dans les bâtonnets et les cônes. (Le nom complet de ces cellules, si vous êtes intéressé, est «cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles », ou ipRGCs). Ces récepteurs ont répondu à la lumière, mais ne font pas partie du système visuel.

Au lieu de cela, leur fonction la plus évidente était de maintenir l'horloge interne du cerveau en synchronisation avec les changements dans la lumière du jour. Et de nombreux scientifiques supposaient que cette fonction circadienne expliquait aussi la dépression saisonnière.

« Les gens pensaient que la seule raison pour laquelle on a des problèmes d'humeur, c'est parce que l'horloge biologique ne fonctionne pas correctement », dit Hattar.

Parmi les autres explications possibles, mentionnons la spéculation selon laquelle la réduction de la lumière du soleil déclenchait la dépression en modifiant les niveaux de sérotonine, qui peut affecter l'humeur, ou de la mélatonine, qui joue un rôle dans les habitudes de sommeil et l'humeur. Mais les preuves de l'une ou l'autre de ces possibilités ont été faibles.

Hattar et Berson étaient presque sûrs qu'il y avait une meilleure raison. Et, après des années de recherches, ils en ont trouvé une.

En septembre, l'équipe de Hattar a publié une étude sur des souris qui suggère une voie directe entre le troisième type de photorécepteur de la rétine et les zones du cerveau qui affectent l'humeur.

Voici le résumé de l’article en question :

La lumière exerce une gamme d'effets biologiques puissants au-delà de la vision d'image, y compris la régulation de l'humeur et de l'apprentissage. Bien que la source d'information photique affectant l'humeur et les fonctions cognitives soit bien établie, à savoir les cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles (ipRGCs), les médiateurs centraux sont inconnus. Ici, nous révélons que les effets directs de la lumière sur l'apprentissage et l'humeur utilisent des flux de sortie ipRGC distincts. Les ipRGC qui se projettent sur le noyau suprachiasmatique (SCN) médient les effets de la lumière sur l'apprentissage, indépendamment des fonctions du stimulateur cardiaque du SCN. La régulation de l'humeur par la lumière, en revanche, nécessite une voie indépendante du NKS reliant les glandes coronariennes de l'oreille à une région thalamique non reconnue auparavant, appelée noyau périhabénulaire (PHb). Le PHb est intégré dans un circuit distinctif avec des centres régulateurs de l'humeur et est à la fois nécessaire et suffisant pour contrôler les effets de la lumière sur le comportement affectif. Ensemble, ces résultats fournissent de nouvelles perspectives sur la base neuronale nécessaire à la lumière pour influencer l'humeur et l'apprentissage. Fernandez DC, Fogerson PM, Lazzerini Ospri L, Thomsen MB, Layne RM, Severin D, Zhan J, Singer JH, Kirkwood A, Zhao H4, Berson DM, Hattar S. Light Affects Mood and Learning through Distinct Retina-Brain Pathways. Cell. 2018 Sep 20;175(1):71-84. e18. doi: 10.1016/j.cell.2018.08.004. Epub 2018 Aug 30.

Sanes était au courant de la recherche, en partie parce que Berson et lui sont neuroscientifiques à Brown. Et il était tellement intrigué par la découverte de la nouvelle voie entre la rétine et le cerveau chez la souris qu'il a décidé de voir si quelque chose de semblable se passait dans le cerveau humain.

Deux de ces zones se trouvaient à l'avant du cerveau. « C'est intéressant parce que ces domaines semblent être ceux qui, selon de nombreuses études, sont impliqués dans la dépression et d'autres troubles affectifs», dit Sanes

Les zones semblaient également faire partie du même circuit que celui que l'on trouve chez la souris.

La constatation doit être confirmée. Mais Hattar est assez confiant que ce circuit explique le lien entre l'exposition à la lumière et l'humeur.

Maintenant, il essaie de répondre à une nouvelle question: Pourquoi l'évolution produirait-elle un cerveau qui fonctionne de cette façon?

Hattar espère le découvrir. En attendant, il a quelques conseils à donner à ceux qui se sentent déprimés : «Essayez de prendre votre déjeuner dehors. Cela vous aidera à ajuster votre humeur»

Les cellules ganglionnaires photosensibles

Grâce à différentes techniques de marquage, on sait maintenant que des cellules ganglionnaires contenant un pigment photosensible projettent leur axone directement aux noyaux suprachiasmatiques ainsi qu’à d’autres structures cérébrales intéressées par l’intensité lumineuse ambiante.

Cette sous-population de cellules ganglionnaires photosensibles possède de grands champs récepteurs qui découlent des longues dendrites éparses que possèdent ces cellules. La précision sur la forme, l’orientation et le mouvement est ici sacrifiée au profit d’une sensibilité générale. Il s’agit là clairement d’un système photosensible parallèle au système visuel et dédié à la détection de l’intensité lumineuse plutôt qu’à la formation d’images.

Chaque rétine de l’œil humain contient donc un sousgroupe relativement restreint d’environ 2 000 de ces cellules ganglionnaires photosensibles. Leur réponse électrophysiologique à une stimulation lumineuse se distingue nettement de celle des cônes et des bâtonnets. Au contraire de ceux-ci qui montrent une hyperpolarisation rapide en réponse à un stimulus lumineux, les cellules ganglionnaires photosensibles montrent plutôt une dépolarisation membranaire qui est aussi beaucoup plus lente. La similitude de ce type de réponse avec celle des cellules photosensibles d’invertébrés comme la mouche ou la pieuvre appuie l’idée que ce système de signalisation est beaucoup plus ancien que la vision du point de vue phylogénétique. Ralph Nelson, http://webvision.med.utah.edu

C’est exactement ce à quoi l’on s’attendrait d’un système non visuel dédié au signalement du niveau global de l’intensité lumineuse plutôt qu’à la transmission d’information détaillée au sujet de l’image visuelle.

Ces cellules ganglionnaires, qui reçoivent leurs afférences des cellules amacrines et des cellules bipolaires situées dans la couche plexiforme interne, utiliseraient comme neurotransmetteur du glutamate ainsi que le PACAP (« pituitary adenylate cyclase activating polypeptide », en version anglaise).

Malgré leurs connexions indirectes avec des photorécepteurs classiques (cônes et bâtonnets), plusieurs expériences ont montré que ces cellules ganglionnaires étaient intrinsèquement photosensibles (voir encadré à gauche). Le fait qu’elles contiennent le pigment photosensible mélanopsine dans leurs dendrites, leur axone proximal et leurs membranes cellulaires est, du moins en partie, responsable de cette photosensibilité.

Références

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_11/i_11_cl/i_11_cl_hor/i_11_cl_hor.html