Comment l’architecture moléculaire change d’heure en heure dans le cerveau sain et épileptique

09 octobre 2020

L’équipe de Christophe Bernard, DR Inserm à l’institut de neuroscience des systèmes (INS – AMU/Inserm) a piloté un projet international impliquant des laboratoires américains, allemands, et polonais pour monter que l’hippocampe, une structure impliquée dans de nombreux processus de mémorisation et d’apprentissage était aussi caractérisée par d’importantes oscillations moléculaires. Ce résultat ouvre la voie pour comprendre comment nos capacités d’apprentissage et de mémorisation changent d’heure en heure. Publication dans Science Advances.

L’activité de presque tous les organismes vivants sur Terre est rythmée par la rotation de la Terre sur son axe en 24h. Chez l’Homme, de nombreux processus biologiques sont contrôlés par l’horloge circadienne (une horloge qui a un cycle de 24h), comme par exemple la température corporelle, le sommeil, la réponse musculaire, et les capacités de mémorisation et d’apprentissage. Presque tous les organes (cœur, foie, intestin) possèdent une horloge circadienne, y compris le cerveau.

Le noyau suprachiasmatique, une structure du cerveau, contient l’horloge circadienne principale du corps. Pendant le cycle jour/nuit, l’architecture moléculaire du noyau suprachiasmatique oscille avec une période de 24h. Autrement dit, les briques élémentaires qui font les propriétés des cellules de cette structure changent d’heure en heure, ce qui permet de changer les processus biologiques comme la température. Jusqu’à présent nous pensions que seul le noyau suprachiasmatique était caractérisé par de telles oscillations moléculaires.

L’équipe de C. Bernard à montré que l’hippocampe, une structure impliquée dans de nombreux processus de mémorisation et d’apprentissage était aussi caractérisée par d’importantes oscillations moléculaires Ce travail va fournir des pistes pour comprendre comment et pourquoi nos capacités mentales changent pendant la journée.

Un autre aspect de cette étude concerne l’épilepsie du lobe temporal, la forme d’épilepsie la plus courante chez l’adulte. Chez 80% des patients, les crises sont régulées de façon circadienne. Elles ont une plus grande probabilité de se produite à une heure donnée de la journée. L’hippocampe est particulièrement impliqué dans cette forme d’épilepsie et les patients présentent souvent des déficits de mémoire et d’apprentissage qui dépendent de l'hippocampe. Les chercheurs ont montré que la façon dont l’architecture moléculaire de l'hippocampe oscille dans l’épilepsie est complètement différente par rapport aux animaux contrôles. Les règles de fonctionnement de l’hippocampe épileptique sont donc très différentes de celles de l’hippocampe sain.

Ce résultat pourrait permettre de comprendre pourquoi les crises ont une plus grande probabilité de se produire à une heure donnée de la journée (et donc de les contrôler), tout en ouvrant la voie à une meilleure connaissance des déficits cognitifs et à des approches thérapeutiques différentes chez les patients.

À propos de l’Institut de neurosciences des systèmes

L’Institut de neursocience des systèmes (INS – AMU /Inserm) a été créé dans l’esprit d’étudier le cerveau dynamique, avec la perspective du cerveau comme un réseau et un système de formation spatio-temporelle dynamique, capable d’exécuter des fonctions cognitives, ainsi que de montrer des dysfonctionnements très dynamiques tels que l’épilepsie. En tant que tel INS, a attiré l’expertise de la neuroscience computationnelle, cognitive et clinique, ainsi que l’imagerie biomédicale et l’analyse du signal.

Pour en savoir plus : https://neuro-marseille.org

Contact chercheur
Christophe BERNARD
Directeur de Recherche Inserm
INS (AMU/Inserm)
Tel. +33 (0)4 91 32 42 49
E-mail : christophe.bernard@univ-amu.fr
 
Contact presse
Nicolas EMMANUELLI
Responsable Information scientifique et communication Inserm
Tél. +33 (0)4 91 82 70 04
Tél. +33 (0)6 60 74 01 85
Email : nicolas.emmanuelli@inserm.fr


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