Jusqu’à présent, on tenait pour acquis que la région motrice du mésencéphale, une partie du mésencéphale, régule des mouvements complexes tels que les changements posturaux et la coordination des quatre membres lors de la marche. Cependant, la fonction des neurones dans cette zone du cerveau n’est pas encore entièrement comprise. Mais des chercheurs suisses ont maintenant pu montrer qu’il existe différentes populations de neurones dans cette région du cerveau qui contrôlent différents mouvements du corps en plus de la marche. Selon les médecins, ces découvertes pourraient ouvrir la porte à de meilleures thérapies pour la maladie de Parkinson.

Professeur Silvia Arber au Biozentrum de la Université de Bâle et chef de groupe dans le Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale (IMF) en Suisse, il a étudié plus en détail la région du mouvement du mésencéphale chez la souris avec son groupe. Il a trouvé et identifié différentes populations de neurones qui régulent un large éventail d’autres mouvements, pas seulement la marche. Sur la base des résultats de leurs recherches, le rôle précédemment assumé de cette partie clé du mésencéphale doit être reconsidéré, dit Arber. « Il était surprenant de constater que dans cette région, que tout le monde dans les cercles d’experts a associée à la marche, de nombreux neurones ne se déclenchent pas du tout pendant la marche. »

Deux populations de neurones non actifs lors de la marche

Les scientifiques ont découvert deux populations de neurones localement inséparables au cours de la recherche. L’un envoie des stimuli à la moelle épinière tandis que l’autre se connecte dans le sens opposé à des parties d’une zone du cerveau appelée les noyaux gris centraux. Au cours des expériences, il est devenu clair que les neurones connectés à la moelle épinière augmentaient leur activité lorsque les souris se levaient. Les autres, en revanche, étaient activés lorsque les animaux bougeaient leurs pattes avant, comme pendant le toilettage ou lorsqu’ils attrapaient des objets. Cependant, lors de la marche, seule une faible proportion de ces neurones s’activent.

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Dans des expériences supplémentaires pour étudier la fonction de ces deux populations, les neurones qui sont directement connectés à la moelle épinière ont montré une activité accrue lors de l’étirement du corps ou du changement de posture. La seconde population, quant à elle, est impliquée dans la régulation de divers mouvements.

Nouvelles options thérapeutiques pour la maladie de Parkinson

Les résultats ne conduiraient pas seulement à une réévaluation d’une idée de longue date sur le rôle de la région motrice du mésencéphale, soulignent les chercheurs. L’étude pourrait également avoir des implications pour les thérapies pour les patients atteints de la maladie de Parkinson qui ne répondent pas aux médicaments. Jusqu’à présent, les troubles posturaux et de la marche associés à la maladie étaient traités par une thérapie expérimentale appelée stimulation cérébrale profonde. Cela implique la livraison d’impulsions électriques directement à la région motrice du mésencéphale du patient. Cependant, les effets de la thérapie sont très incohérents.

Pour certaines personnes, cela entraîne de petites améliorations, tandis que d’autres souffrent de nombreux effets secondaires. Arber a une explication possible à ces différences. L’application d’impulsions électriques à tous les neurones affecte l’activité de différentes populations neuronales de manière incontrôlée, dit-il. « Une meilleure stratégie serait de stimuler uniquement les neurones qui dirigent leurs stimuli vers la moelle épinière ou la moelle allongée », dit-il. « Les approches thérapeutiques qui ciblent et activent des neurones spécifiques pourraient être très efficaces. »

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Ensuite, les scientifiques souhaitent explorer plus en détail le rôle de la région motrice du mésencéphale dans la sélection des mouvements. Dans ce processus, le cerveau « sélectionne » un mouvement particulier, le faisant ralentir d’autres commandes motrices. « C’est excitant que cette région contrôle plus que la marche. Il sera donc intéressant de comprendre comment les neurones que nous identifions communiquent avec d’autres régions cérébrales impliquées dans le contrôle des mouvements », explique Arber.

Les scientifiques ont publié les résultats de leurs recherches dans la revue scientifique « Cellule ».

Photo de couverture : La région du mésencéphale du cerveau contrôle non seulement la marche, mais aussi plusieurs mouvements corporels différents. © Biozentrum de l’Université de Bâle

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