Ce que l'analyse des voies neuronales peut révéler sur la santé mentale

La neuroscientifique Kay M. Tye analyse la façon dont le cerveau est à l'origine d'états psychologiques complexes comme la dépression, l'anxiété ou la solitude. A la pointe de la science, elle nous partage ce qu'elle a récemment découvert, comme notamment la création d'un outil qui utilise la lumière pour activer des neurones spécifiques et créer des changements comportementaux radicaux chez les souris. Apprenez comment ces découvertes pourraient changer la manière dont nous pensons à notre esprit, et peut-être même découvrir des traitements efficaces contre les troubles mentaux.

Je vais commencer par vous dire
quelque chose que vous pensez être vrai.

Votre cerveau conçoit
toutes les facettes de votre esprit.

Alors, pourquoi traite-t-on
les maladies mentales et physiques

de façon si différente,

si on pense que
l'esprit vient du cerveau ?

En tant que neuroscientifique, on me dit
souvent que je ne peux pas étudier

comment les états internes, comme
l'anxiété, l'envie ou la solitude, sont

représentés par le cerveau.

C'est donc exactement
ce que j'ai décidé de faire.

Mon programme de recherche est conçu
pour comprendre l'esprit

en étudiant les circuits neuronaux,

en particulier, comment notre cerveau
engendre des émotions.

C'est vraiment difficile d'étudier
les sentiments et les émotions,

parce qu'on ne peut pas les mesurer.

Le comportement reste la meilleure
et la seule fenêtre ouverte

sur l'expérience émotionnelle d'autrui.

Pour les animaux comme pour les humains,

l'auto-évaluation
est un produit du comportement.

Les comportements se classent en
deux catégories générales :

rechercher le plaisir
et éviter la douleur.

Pouvoir aborder les choses
qui sont bonnes pour nous

et éviter celles qui sont mauvaises

est essentiel à la survie.

Dans notre société moderne,

la difficulté à les différencier
peut être vue comme une maladie mentale.

Si j'ai un problème avec ma voiture,

et que je l’emmène chez le garagiste,

la première chose qu'il fait
c'est de regarder sous le capot.

Mais avec la recherche en santé mentale

on ne peut pas juste ouvrir le capot
en appuyant sur un bouton.

C'est pourquoi on expérimente
sur les animaux.

Plus précisément, dans mon labo,
sur des souris.

Pour comprendre le cerveau, eh bien,
on doit étudier des cerveaux.

Et pour la première fois,
on en est capables.

On peut ouvrir le capot.

On peut regarder à l'intérieur

et faire une expérience
et voir ce qui en ressort.

La technologie ouvre de nouvelles portes
sur la boite noire qu'est notre esprit.

Le développement
d'outils optogénétiques

nous a permis de contrôler,
sans précédent, des neurones précis

et comment ils communiquent entre eux
en émettant des signaux électriques.

On peut altérer génétiquement des neurones
pour les rendre sensibles à la lumière

puis utiliser la lumière pour contrôler
la façon dont les neurones communiquent.

Cela change le comportement d'un animal,

et nous donne une idée de ce que
le circuit neural peut faire.

Vous voulez savoir comment
des scientifiques ont trouvé ça ?

Ils ont créé des outils optogénétiques
en empruntant des connaissances

à d'autres domaines scientifiques.

L'algue est un organisme unicellulaire
qui a évolué pour nager vers la lumière.

Et quand l'ocelle de la cellule de l'algue
reçoit de la lumière bleue,

un canal s'ouvre
et envoie un signal électrique

qui fait s'agiter des flagelles

et propulse l'algue vers la lumière.

Si on clone cette partie de l'algue
sensible à la lumière

et qu'on l'ajoute à des neurones
grâce à une modification génétique,

on peut rendre des neurones
sensibles à la lumière.

Sauf qu'avec des neurones,

quand on envoie de la lumière au fond
d'un cerveau avec une fibre optique,

on modifie la façon dont ils envoient
des signaux à d'autres neurones

et donc on modifie
le comportement de l'animal.

Avec l'aide de mes collègues,

je suis pionnière dans l'utilisation
d'outils optogénétiques

pour cibler de manière sélective
des neurones à un point A,

envoyant des messages, à travers
des connexions, à un point B,

laissant les neurones voisins se déplacer
sans être affectés.

Cette approche nous à permis de tester
la fonction de chaque connexion

au sein de ce fouillis
qu'est notre cerveau.

La région du cerveau appelé l'amygdale

a longtemps été vue comme
capitale pour les émotions

et mon laboratoire a découvert

que l'amygdale évoque
une fourche sur la route

où activer un chemin peut engendrer
une émotion positive et une approche,

et activer un autre chemin peut engendrer
une émotion négative et une fuite.

Je vais vous montrer quelques exemples --

un avant-goût de données brutes --

comment on peut utiliser l'optogénétique
pour cibler des neurones précis

et obtenir des changements spécifiques
du comportement.

Les patients souffrants d'anxiété
ont une communication anormale

entre les deux parties de l'amygdale,

mais chez l'humain il est dur de savoir si
cette anormalité et une cause ou un effet

de la maladie.

On peut utiliser l'optogénétique pour
cibler le même chemin chez une souris,

et voir ce qu'il se passe.

C'est le labyrinthe en croix surélevé.

C'est un test d'anxiété très utilisé

qui mesure le temps

que la souris passe en sécurité
dans la partie fermée

par rapport au temps à explorer
la partie ouverte.

Les souris ont évolué pour préférer
les espaces clos,

qui rappellent la sécurité
de leur terrier,

mais pour trouver nourriture,
eau, partenaires,

elle doivent sortir en plein air

où elle sont plus sensibles
aux menaces des prédateurs.

Donc je suis assise à l'arrière plan,

et je vais appuyer sur l'interrupteur.

Quand j'appuie sur l'interrupteur
et allume la lumière,

on voit que la souris explore d'avantage
les branches ouvertes du labyrinthe.

Contrairement au traitement médicamenteux
contre l'anxiété,

il n'y a pas de sédation,
pas de troubles moteurs,

juste un examen naturel coordonné.

Non seulement l'effet
est presque immédiat,

mais il n'y a pas
d'effets secondaires décelables.

A présent, quand j'éteins la lumière,

on peut voir que la souris retourne
à ses fonctions cérébrales normales

et retourne dans son coin.

Quand j'étais dans mon labo
et que j’analysais ces données,

j'étais toute seule
et j'étais tellement excitée.

Tellement que j'ai crié à voix basse.

(Silencieusement) Ah !

(Rires)

Pourquoi j'étais excitée ?

Je veux dire, oui, en théorie je savais
que le cerveau contrôlait l'esprit,

mais d'appuyer sur l'interrupteur moi-même

et de voir la souris
changer de comportement

si rapidement et de manière si réversible,

c'était la première fois
que j'y croyais vraiment.

Depuis cette première avancée,

il y a eu d'autres découvertes.

Trouver des circuits neuraux précis
provoquants des changement drastiques

dans le comportement animal.

Voici un autre exemple:
l'hyperphagie compulsive.

On mange pour deux raisons.

Rechercher du plaisir
avec des aliments savoureux,

ou éviter la douleur
comme lorsqu'on a faim.

Comment peut-on trouver un traitement
contre l'hyperphagie compulsive

sans perturber la sensation de faim

dont on a besoin pour survivre ?

La première chose c'est de comprendre

comment le cerveau envoie
la sensation de faim.

Cette souris rassasiée explore
seulement l'espace

complètement dépourvu de nourriture.

On utilise l'optogénétique pour cibler
des neurones dans l'hypothalamus,

en envoyant des messages au cerveau moyen
à travers des connexions.

Quand j'allume la lumière, juste là,

on peut voir que la souris commence
immédiatement à lécher le sol.

(Rires)

Ce comportement en apparence frénétique

est sur le point de se transformer en
quelque chose que je trouve incroyable.

C'est plutôt délirant, en fait.

Prêt ?

C'est juste là.

Voyez, elle tient ses main
comme si elle mangeait quelque chose,

mais il n'y a rien, elle ne tient rien.

Ce circuit est suffisant pour
stimuler le comportement alimentaire

en l'absence de sensation de faim,

et même en l'absence de nourriture.

Je ne peux pas savoir
ce que cette souris ressent,

mais je suppose que
ces neurones stimulent l'envie

basé sur le comportement que l'on provoque
quand on cible ce chemin.

On rallume la lumière --

l'animal revient à la normal.

Quand on fait taire ce chemin,

on peut contenir et réduire
l'hyperphagie compulsive

sans altérer la sensation de faim.

Que retenez-vous de ces deux vidéos

que je vous ai montrées ?

Que faire un changement très précis
au niveau des circuits neuraux

peut résulter à un changement précis
du comportement.

Que chacune de nos expérience volontaires

est gouvernée par des cellules du cerveau.

Je suis la fille d'un physicien
et d'un biologiste,

qui se sont rencontrés sur
un bateau en venant en Amérique

à la recherche d'une éducation.

Alors naturellement,

comme je n'avais « pas la pression »
de devenir une scientifique ...

(Rires)

en tant qu'étudiante,

Je dû décider si je voulais me spécialiser
en psychologie, l'étude de l'esprit,

ou en neuroscience, l'étude du cerveau.

Et j'ai choisi la neuroscience,

parce que je voulais comprendre
comment l'esprit se développe

à partir de tissus biologiques.

En réalité, j'ai fini par faire les deux.

A présent mon programme
de recherche

fait le lien entre l'esprit et le cerveau.

Nos recherches

suggèrent que l'on peut faire le lien
entre des circuits neuraux précis

et certains états affectifs.

On a trouvé quelques circuits

qui contrôlent le comportement
lié à l'anxiété,

à l'hyperphagie compulsive,

aux interactions sociales, à la fuite

et bien d'autres sortes de comportements

qui peuvent refléter certains états
affectifs internes.

On pensait que les régions cérébrales
définissaient les rôles de l'esprit.

Mon travaille montre que
dans une région précise,

il y a beaucoup de neurones variés
avec des rôles distincts.

Ces fonction sont définies, en partie,
par le chemin qu'ils empruntent.

Voici une métaphore pour comprendre

comment ces découvertes changent la l'idée
que l'on se fait du cerveau.

Comparons le cerveau au monde

et les neurones aux humains.

On veut comprendre comment sont transmises
les informations à travers la planète.

Bien sûr, c'est utile de savoir

où une personne se trouve
quand on enregistre ce qu'elle dit.

Mais je soutiens que c'est aussi important

de savoir à qui cette personne
est en train de parler,

qui est en train d'écouter

et comment la personne qui écoute
réagit aux l'informations qu'elle reçoit.

Le traitement des maladies mentales actuel

est essentiellement une stratégie
d'essais et d’erreurs.

Et ça ne fonctionne pas.

L'évolution de nouvelles thérapies
médicamenteuses pour les troubles mentaux

s'est heurtée à un mur,

avec peu de réels progrès
depuis les années 50.

Qu'est-ce que l'avenir a en réserve ?

Dans le futur proche,

je vois une révolution dans
le traitement des maladies mentales,

où on se focalise sur des circuits
neuraux précis dans le cerveau.

Les diagnostics seront basés sur
les symptômes comportementaux

et l'activité cérébrale mesurable.

Plus loin dans le futur,

en combinant notre capacité à faire
des changements dans le cerveau

et obtenir des changement du comportement

avec notre savoir en plasticité synaptique
pour obtenir des changements permanents,

on pourrait pousser le cerveau
à se réparer lui-même

en reprogrammant des circuits neuraux.

Une thérapie d'exposition
au niveau des circuits.

Une fois qu'on fait passer le cerveau
en mode auto-guérison,

on peut sans doute obtenir
des effets de longue durée

sans effets secondaires.

J'imagine un futur où
la reprogrammation des circuits neuraux

représente un remède potentiel
et pas seulement un traitement.

OK, et maintenant ?

Si à partir de ce moment précis,

chacun d'entre vous repart
de cette conférence

en étant certain que l'esprit est issu
entièrement de cellules de votre cerveau,

on pourrait se débarrasser d'emblée
des images négatives et des stigmates

qui empêchent tant de gens

d'accéder à l'aide dont ils ont besoin.

En tant que professionnels
de la santé mentale,

on se demande toujours quel sera
le prochain traitement.

Avant de pouvoir prescrire
de nouveaux traitements,

Les gens doivent se sentir à l'aise
d'en faire la demande.

Imaginez comment on pourrait
réduire le taux de suicides,

les fusillades dans les écoles,

si ceux qui ont besoin
d'un soutien mental y avaient accès.

Quand on comprendra vraiment
comment l'esprit vient du cerveau,

on améliorera les vies de tous ceux

qui souffriront d'une maladie mentale
dans leur vie --

la moitié de la population --

et les vies de ceux
avec qui ils partagent le monde.

Merci.

(Applaudissements)