Une étude récente de Goni-Erro et al (2023) in Nature Neuroscience a mis en lumière un phénomène fascinant : le contrôle neuronal de l’arrêt moteur global. De la cessation des actions dirigées vers un but à un arrêt moteur plus large en réponse à la peur ou à des signaux environnementaux, ce comportement complexe implique un ensemble complexe de voies neuronales. Cette étude récente révèle que l'activation des neurones glutamatergiques dérivés de Chx10 au sein du noyau pédonculopontin (PPN) est l'orchestrateur clé de l'arrêt moteur global, avec le effets cardio-pulmonaires qui l'accompagnent.
L'étude, qui combine des approches anatomiques, physiologiques et comportementales, démontre que l'activation des neurones Chx10 dans le PPN des souris induit un schéma de pause et de jeu d'arrêt moteur. Lors de l'activation optogénétique, les mouvements en cours s'arrêtent instantanément, accompagnés d'apnée (arrêt temporaire de la respiration) et de bradycardie (réduction de la fréquence cardiaque). Il est intéressant de noter que ce modèle unique d’arrêt moteur présente un décalage rapide, suivi d’une brève latence avant la reprise du mouvement à partir de l’endroit où il s’était arrêté. Les souris elles-mêmes démontrent naturellement ces modèles d'arrestation, ce qui concorde avec le concept selon lequel les arrestations évoquées par Chx10-PPN sont déclenchées par des signaux environnementaux importants. Contrairement à d’autres formes d’arrêt moteur comme le gel, ce motif distinctif le distingue et souligne sa nouveauté.
Le dispositif expérimental de la partie cardiopulmonaire impliquait l'implantation de Capteurs de télémétrie emka easyTEL-S-ETA pour les enregistrements d'électrocardiographie (ECG), permettant la surveillance de la fréquence cardiaque chez des souris en mouvement libre exprimant ChR2 (une protéine sensible à la lumière) dans le PPN ou le vlPAG (gris périaqueducal ventrolatéral). pléthysmographie corps entier (WBP) emka et SCIREQ, modifié pour s'adapter aux expériences optogénétiques, a permis la surveillance de l'activité respiratoire. Les enregistrements ECG de télémétrie ainsi que la surveillance de l'activité respiratoire ont permis un suivi simultané de l'activité cardiaque et respiratoire au sein du même Logiciel IOX lors de diverses séances comportementales.
L'activation des neurones Chx10-PPN a entraîné une réduction significative de la fréquence respiratoire, certains essais ayant abouti à une apnée complète lors de la stimulation. La fréquence cardiaque a également connu une légère réduction, surtout vers la fin de la stimulation. Ces résultats mettent en évidence les effets multiformes de l’activation des neurones Chx10-PPN, mettant en lumière son rôle dans la régulation non seulement du comportement moteur, mais également des fonctions autonomes telles que la respiration et la fréquence cardiaque. Fait intéressant, l’étude a également montré que des modèles comportementaux similaires, y compris des caractéristiques motrices et autonomes, se produisaient naturellement chez les souris dans des conditions de base sans manipulation expérimentale, ce qui suggère que ces modèles pourraient être provoqués par des déclencheurs inhérents.
Ces résultats ont des implications potentielles pour la maladie de Parkinson (MP), un trouble neurodégénératif impliquant le PPN. Les connaissances de l'étude sur les rôles distincts des neurones glutamatergiques dans le PPN mettent en évidence des pistes potentielles pour la stimulation cérébrale profonde dans le traitement de la MP. En ciblant des populations glutamatergiques spécifiques, les chercheurs pourraient potentiellement affiner les stratégies thérapeutiques et améliorer les résultats pour les patients.
Les neurones pédonculopontins Chx10+ contrôlent l'arrêt moteur global chez la souris. (2023). Goni-Erro, H., et al. Nature Neuroscience, 4307 : 213.
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