Gènes et plasticité cérébrale
Pouvons-nous modifier la façon dont les expériences sont encodées et ainsi modifier notre comportement ?
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William James, le célèbre médecin et scientifique, a un jour fait remarquer que, puisque les enfants deviennent de véritables « concentrés d’habitudes ambulants », ils doivent être très attentifs aux habitudes qu’ils acquièrent.
Tout au long de notre vie, notre cerveau enregistre en permanence nos interactions avec le monde qui nous entoure, créant ainsi des schémas comportementaux qui peuvent s'enraciner profondément et devenir quasi automatiques. Parfois, ces schémas peuvent même se transformer en phobies et en comportements restrictifs qui limitent nos interactions avec le monde. C'est, je crois, ce contre quoi William James nous mettait en garde.
Depuis des décennies, les neuroscientifiques étudient les mécanismes cérébraux d'encodage de l'information. Ils ont réalisé des progrès considérables dans la compréhension de la formation des souvenirs et ont approfondi notre connaissance du développement des comportements. L'espoir est qu'une fois les codes utilisés par le cerveau décryptés, nous pourrons les modifier afin de corriger les situations où cette plasticité cérébrale est déréglée et engendre des comportements néfastes.
Des expériences récentes menées dans mon laboratoire ont abouti à une observation surprenante : il existerait un « code génétique » pour les expériences vécues dans le cerveau. Nous avons constaté que tous les expériences importantes (Ceux dont nous nous souviendrons demain, la semaine prochaine et peut-être même l'année prochaine) portent une empreinte unique dans les motifs de gènes qui sont activés comme l'expérience est encodé dans le cerveau.
« L’espoir est qu’une fois que nous aurons compris les codes utilisés par le cerveau, nous pourrons les modifier afin de corriger les situations dans lesquelles cette plasticité s’est déréglée et forme des schémas qui nous sont nuisibles. »
L'identification de ce code d'expression génétique pourrait nous permettre de corriger l'encodage des expériences qui définissent notre façon d'interagir avec le monde qui nous entoure.
Dans nos recherches actuelles sur les souris, nous avons constaté qu'en manipulant le code d'expression génique d'un souvenir aversif dans le cerveau, nous pouvons les amener à modifier leurs stratégies d'adaptation face à une expérience aversive. Nous y parvenons en modulant l'activité d'un seul gène ( Egr2 ) dans l'amygdale, une région du cerveau impliquée dans le traitement des expériences aversives.
Le gène Egr2 est celui dont l'expression est la plus fortement influencée par les expériences négatives au sein de l'amygdale chez la souris, constituant ainsi une caractéristique essentielle de ces expériences aversives. Nous formulons l'hypothèse que l'expression d' Egr2 est induite dans l'amygdale pour moduler certains aspects de l'encodage des expériences aversives, influençant ainsi les comportements futurs face à des situations similaires.
Nous avons utilisé des virus spéciaux pour manipuler l'activité d' Egr2 dans l'amygdale avant d'exposer les souris à de fortes doses de chlorure de lithium, un composé qui provoque malaise et nausées et forme un puissant souvenir d'aversion pour le contexte dans lequel le composé a été appliqué.
« À l’avenir, il sera peut-être possible de déconstruire les éléments constitutifs qui encodent un souvenir traumatique dans le cerveau, aidant ainsi les personnes à surmonter des angoisses et des phobies profondément ancrées. »
Les souris réagissent naturellement aux expériences aversives par un mécanisme d'adaptation passif qui les conduit à se figer face à une situation anxiogène ou aversive. La manipulation de l'expression d'Egr2 a induit un changement de comportement, les souris passant de la figement à une adaptation active : elles ont alors fui face à un contexte associé à une expérience aversive, évitant activement cette situation.
Nous interprétons ces résultats comme indiquant que l'expression d' Egr2 est induite par des expériences aversives afin de renforcer l'expression de mécanismes d'adaptation passifs (qui pourraient être avantageux sur le plan évolutif pour les souris dans certaines circonstances). Lorsque l'expression du gène est perturbée, nous observons donc une transition vers des mécanismes d'adaptation actifs.
« Votre réaction est le produit d’un encodage passé de situations similaires. »
Nous pensons que des mécanismes similaires existent chez l'humain, favorisant le développement de comportements habituels et semi-automatiques. Prenons l'exemple de la dernière fois où quelqu'un a eu un comportement agressif envers vous, par exemple en vous coupant la route. Votre réaction automatique a peut-être été de vous mettre en colère et d'adopter un comportement tout aussi agressif ; quoi qu'il en soit, cette réaction est le fruit d'un encodage passé de situations similaires, qui a probablement mobilisé des profils d'expression génique très proches de ceux observés chez la souris.
À l'avenir, il sera peut-être possible de déconstruire les éléments constitutifs qui encodent un souvenir traumatique dans le cerveau, aidant ainsi les personnes à surmonter des angoisses et des phobies profondément ancrées.
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