C.Glangetas, G. Fois, F. Georges et al. in Cell Reports

Ventral Subiculum Stimulation Promotes Persistent Hyperactivity of Dopamine Neurons and Facilitates Behavioral Effects of Cocaine
Christelle Glangetas, Giulia R. Fois, Marion Jalabert, Salvatore Lecca, Kristina Valentinova, Frank J. Meye, Marco Diana, Philippe Faure, Manuel Mameli, Stéphanie Caille, François Georges
Cell Reports 13, 1–10, December 15, 2015 ª2015 The Authors
+ @ Couverture de la revue Cell, réalisation: François Georges

Une équipe de l’IINS (Bordeaux Neurocampus) vient de découvrir que les manifestations comportementales des effets de la prise de cocaïne pourraient être le reflet des changements synaptiques qui s’opèrent dans une petite région du cerveau : Le noyau du lit de la strie terminale. A travers des expériences conduites chez des rats exposés à la cocaïne, les chercheurs ont disséqué un circuit neuronal qui provoque une hyperactivité des neurones synthétisant de la dopamine, qui est le neurotransmetteur dont la fonction première est de détecter la nouveauté et l’inattendu puis de contrôler le mouvement et la motivation. Ces résultats, issus principalement d’une collaboration entre deux laboratoires bordelais (UMR-CNRS 5297 et UMR-CNRS 5287) et deux laboratoires parisiens (UMR-CNRS 8246 et UMR-INSERM 839) sont publiés dans Cell Reports, le 25 novembre 2015.

Francois GEORGES: “Bien qu’elles agissent différemment au niveau moléculaire, de nombreuses drogues de consommation ou « drogues d’abus », comme la cocaïne, la morphine, les amphétamines ou le cannabis, ont le même effet sur les circuits neuronaux de la récompense : une libération massive de dopamine. Qu’elle soit libérée à la suite d’une récompense naturelle (activité physique, nourriture, boisson sucrée…) ou pharmacologique (drogue d’abus), la dopamine est produite par les neurones dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale (VTA).

Nous avons utilisé des molécules pour tracer les voies neuronales et ont manipulé et enregistré, in vivo, l’activité électrique des neurones dans trois régions cérébrales impliquées dans les comportements d’addiction. Ils ont pu mettre en évidence qu’une population de neurones du noyau du lit de la strie terminale (centre cérébrale de la motivation et de l’anxiété), intégrait des informations en provenance du subiculum ventral (centre cérébrale de la mémoire des émotions) pour augmenter de façon persistante l’activité des neurones synthétisant la dopamine. L’équipe à ensuite chercher à identifier les conséquences de ce changement d’état des neurones à dopamine, en particulier sur les changements de comportements associés à la prise de cocaïne. En effet, disséquer les circuits neuronaux et caractériser les mécanismes synaptiques par lesquels le subiculum ventral altère l’excitabilité des neurones dopaminergiques constituent une première étape nécessaire pour comprendre les changements de comportement provoqués par la cocaïne.

Nous avons pu déterminer que la mise en place d’une plasticité de type potentialisation à long terme au niveau des synapses « subiculum ventral/noyau du lit de la strie terminale »provoquait un effet activateur et persistant (plusieurs jours) sur les neurones à dopamine  ayant pour conséquence d’induire une sensibilisation comportementale aux effet de la cocaïne.

Ce travail, en précisant les circuits neuronaux et mécanismes de plasticité synaptique qui sous-tendent les effets comportementaux de la cocaïne, ouvre de nouvelles perspectives, en particulier comprendre comment un changement de l’état synaptique des neurones à dopamine peut modifier la perception de stimuli sensoriels en condition physiologique (récompenses naturelles) ou pathologique (addiction, trouble de l’anxiété). Ces travaux ont été financés notamment par l’Agence nationale pour la recherche (ANR).”

 Ventral subiculum stimulation promotes persistent hyperactivity of dopamine neurons and facilitates behavioral effects of cocaine

The ventral subiculum (vSUB) plays a key role in addiction, yet identifying the neuronal circuits and synaptic mechanisms by which vSUB alters the excitability of dopamine neurons is a necessary step to understand the motor changes induced by cocaine. In this study, we identified a new neuronal circuit underlying the impact of the vSUB on dopamine neuron activity. We show that the vSUB recruit the bed nucleus of the stria terminalis (BNST) to drive an in vivo persistent hyperactivity of dopamine neurons and gate cocaine-induced locomotor activity. The new information our study adds to what is currently known is that a neural sensitization (increased neural response after a single synaptic manipulation of the vSUB) contribute to a sensitization of the behavioral effect of cocaine. Altogether, our findings unraveled a novel neuronal circuit that encodes behavioral effect of cocaine in rats, and highlight the importance of adaptive modifications in the BNST, a structure that orchestrates a variety of behavioral processes, including motivation for consumption of reward as well as maladaptive behaviors associated to addiction and anxiety. The next step will be to evaluate how the manipulation of this new neuronal circuit by potentiating the activity of the dopamine neurons, will change the perception of drugs or natural rewards.

Schéma cliquable / Légende de l’illustration : Schéma précisant les circuits neuronaux et mécanismes de plasticité synaptique qui sous-tendent les effets comportementaux de la cocaïne. La stimulation électrique haute fréquence (HFS) du subiculum ventral (vSUB) provoque une potentialisation à long-terme sous le contrôle des récepteurs au glutamate de type NMDA (NMDA-LTP) au niveau du noyau du lit de la strie terminale (BNST). Ces phénomènes de plasticité synaptique vont avoir pour conséquences d’activer les neurones à dopamine de l’aire tegmentale ventrale (VTA) et d’induire une sensibilisation comportementale de l’animal aux effets de la cocaïne.

Copyright de l’illustration de couverture du site : François GEORGES.

Voir la reprise dans Science Daily
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/11/151125125053.htm