Les enfants apprennent rapidement à éviter les situations négatives et à rechercher des expériences positives. Les mouches aussi. Dans le cerveau des insectes, les cellules nerveuses qui délivrent la dopamine (neurones dopaminergiques) s'avèrent cruciales pour la formation à la fois de souvenirs de la récompense et de la mémoire aversive. Ces scientifiques qui viennent de découvrir 4 types de neurones spécialisés chez la mouche, démontrent ainsi la pérennité, au fil de l'évolution et des espèces, d'un mécanisme cérébral clé permettant l'apprentissage. Des expériences publiées dans l'édition du 18 juillet de la revue Nature.
Depuis la petite enfance, nous apprenons à éviter les choses qui nous font du mal et à rechercher les expériences positives. La mémoire aversive est créée par des expériences comme se piquer le doigt sur une épine de rose. A l'inverse, une odeur agréable de nourriture est associée à une sensation de satiété et crée une mémoire de la récompense. Mais les humains ne sont pas les seules espèces capables de mémoriser les événements positifs et négatifs et ces chercheurs montrent que le tout petit cerveau de la mouche à fruits a également cette capacité. Des scientifiques de l'Institut Max Planck ont identifié 4 types différents de cellules nerveuses dopaminergiques. 3 des types exercent des fonctions diverses dans la médiation de stimuli négatifs, tandis que le 4è permet à la volée de former des souvenirs positifs.
4 types de neurones dopaminergiques : Hiromu Tanimoto et ses collègues du département neurobiologie de l'Institut Max Planck ont réussi à localiser et identifier les types les plus importants de cellules nerveuses impliquées dans la formation des souvenirs positifs et négatifs d'une mouche à fruits. Une fois les 4 types de cellules nerveuses identifiés, ils ont utilisé la dopamine pour communiquer avec d'autres cellules nerveuses. Les signaux dopaminergiques émis ces cellules sont reçus par une structure du cerveau de l'insecte, appelée le champignon, qui serait comparable à notre hippocampe. Les mêmes cellules nerveuses dopaminergiques peuvent jouer différents rôles, expliquent les scientifiques.
L'expérience : Dans le processus d'apprentissage des stratégies d'évitement, les mouches ont été exposées à une odeur associée à un stimulus négatif et à un choc à la patte. Les mouches ont ainsi appris à éviter cette odeur. Dans l'expérience suivante, les scientifiques ont remplacé le choc par l'activation artificielle des cellules nerveuses comme lors d'une exposition à une odeur. Ils montrent que cette activation des cellules nerveuses est suffisante pour signaler un stimulus négatif au cerveau et conduire à la formation d'une mémoire aversive liée à l'odeur.
Des neurones multitâches : Les scientifiques démontrent également que les 3 types de cellules nerveuses responsables de la mémoire aversive remplissent d'autres fonctions : Un des types est responsable de la mémoire de longue durée, alors que les souvenirs formés par les autres cellules dopaminergiques sont de courte durée. Un autre type de cellules dopaminergiques va former la mémoire de récompense liée à une odeur positive. Lorsque ces cellules sont artificiellement activées, les mouches se souviennent de l'odeur et tentent de se rendre à la source de l'odeur, même en l'absence de récompense sucrée.
Alors que la dopamine est également nécessaire pour l'apprentissage de la récompense chez les humains, ces nouvelles découvertes suggèrent que la diversité fonctionnelle de la dopamine est un mécanisme hautement préservé dans le cerveau au fil de l'évolution.
Source: Nature doi:10.1038/nature11304 A subset of dopamine neurons signals reward for odour memory in Drosophila (Vignette NIH)
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