C’est un nouveau mode de propagation de l’activité épileptique, qui vient d’être identifié par ces neuroscientifiques de la Case Western Reserve. Des micro-champs électriques générés par des groupes de neurones, vont stimuler et synchroniser les cellules voisines et propager ainsi l’activité épileptique à d’autres neurones. Les conclusions de ces travaux, publiés dans le Journal of Neuroscience suggèrent une cible possible pour de nouveaux antiépileptiques.
On connaissait déjà 3 mécanismes utilisés par les neurones pour communiquer les uns avec les autres, la transmission synaptique chimique, électrique et la diffusion d’ions sodium. Dominique Durand, professeur d’ingénierie biomédicale à la Case Western Reserve et auteur principal de l’étude, explique qu’avec cette série d’expériences sur la propagation dans le cerveau de l’activité épileptique durant la crise, c’est un tout nouveau mode de communication inter-neuronal par micro-champs électriques qui vient d’être découvert.
Cette expérience sur la souris a consisté à insérer dans l’hippocampe un réseau de microélectrodes pour contrôler son activité cérébrale. La souris a ensuite reçu une injection d’un composé qui déclenche la crise d’épilepsie. Les chercheurs avaient bloqué la transmission de signaux entre neurones via les synapses, en réduisant la concentration d’ions calcium en deçà du niveau nécessaire, ainsi que les jonctions communicantes qui transmettent des signaux électriques entre synapses.
Pourtant, ils constatent que l’activité épileptique continue à se propager à une vitesse d’environ 0,1 mètre/seconde, avec ou sans transmission synaptique. Or, compte tenu de la vitesse de transmission observée, il ne peut s’agir d’une signalisation par diffusion d’ions de sodium et de potassium à travers les membranes cellulaires du cerveau.
Un 4è mode de communication inter-neurones: Les chercheurs montrent que les neurones communiquent par champs électriques. Quand un groupe de cellules s’active simultanément, il peut générer des courants et des champs électriques suffisamment puissants pour exciter les neurones voisins. Des simulations sur ordinateur démontrent ensuite que le phénomène est physiquement possible et qu’un faible champ électrique généré par un grand nombre de neurones peut induire la propagation des signaux épileptiques à une vitesse correspondant aux résultats expérimentaux. Le modèle informatique suggère également que la vitesse de transmission est indexée sur la distance séparant les neurones. Ce dernier point, vérifié ensuite in vivo, peut contribuer à expliquer l’action antiépileptique de certains diurétiques : en effet, lorsque l’eau est extraite des cellules et pénètre dans l’espace extracellulaire, l’espace intercellulaire est augmenté et la vitesse de propagation réduite.
Ces conclusions ne remettent pas en cause la propagation principalement synaptique dans l’épilepsie mais identifie un autre mécanisme de propagation qui pourrait bien avoir des implications cliniques.
Source: Journal of Neuroscience Propagation of Epileptiform Activity Can Be Independent of Synaptic Transmission, Gap Junctions, or Diffusion and Is Consistent with Electrical Field Transmission (Visuel NIH)
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