Des chercheurs dirigés par le MIT rapportent qu'une mutation associée à la schizophrénie dans le gène GRIN2A réduit l'activité d'un circuit reliant le thalamus médiodorsal au cortex préfrontal, lequel aide le cerveau à mettre à jour ses croyances à l'aide de nouvelles informations. Dans le cadre d'expériences, les souris porteuses de cette mutation ont été plus lentes à modifier leurs choix lorsque les conditions de récompense changeaient, et l'activation optogénétique des neurones du thalamus médiodorsal a rendu leur comportement similaire à celui des souris non affectées, rapporte l'équipe dans Nature Neuroscience.
Une mutation associée à la schizophrénie dans le gène GRIN2A perturbe l'activité d'un circuit cérébral reliant le thalamus médiodorsal au cortex préfrontal, selon une étude menée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Les travaux ont été dirigés par Guoping Feng du MIT et Michael Halassa de la Tufts University School of Medicine, qui sont les auteurs principaux de l'étude. Tingting Zhou et Yi-Yun Ho sont les auteurs principaux de l'article, a précisé le MIT.
Les chercheurs décrivent la voie reliant le thalamus médiodorsal au cortex préfrontal comme faisant partie d'un circuit thalamocortical impliqué dans des fonctions cognitives telles que le contrôle exécutif et la prise de décision, y compris la capacité à mettre à jour des croyances en fonction des informations reçues.
Pour étudier la façon dont la mutation affecte le comportement, Zhou a conçu une expérience d'apprentissage par récompense dans laquelle des souris devaient choisir entre deux leviers pour obtenir une récompense alimentaire. Un levier offrait initialement une récompense plus élevée, mais l'effort requis pour l'obtenir augmentait avec le temps. Le MIT a indiqué qu'au fur et à mesure que la tâche progressait, les souris non affectées avaient tendance à ajuster leurs choix et finissaient par passer à l'option offrant une récompense moindre une fois que l'équilibre coût-bénéfice changeait, tandis que les souris porteuses de la mutation GRIN2A effectuaient ce changement plus tard et alternaient plus longtemps entre les deux options.
À l'aide d'une imagerie par ultrasons fonctionnels et d'enregistrements électriques, les chercheurs ont rapporté que la région cérébrale la plus affectée par la mutation GRIN2A était le thalamus médiodorsal. Ils ont également constaté que l'activité neuronale dans cette région suivait les changements dans la valeur relative des options de récompense.
Dans une autre série d'expériences, l'équipe a utilisé l'optogénétique pour activer les neurones du thalamus médiodorsal chez les souris mutantes. Le MIT a déclaré que lorsque ces neurones étaient stimulés, les souris commençaient à se comporter davantage comme des souris sans mutation.
Zhou a décrit l'hypothèse plus large motivant ces travaux comme étant une altération de la manière dont le cerveau équilibre les attentes existantes par rapport aux nouvelles données sensorielles. « Ce qui arrive aux patients atteints de schizophrénie, c'est qu'ils accordent trop d'importance à leurs croyances antérieures. Ils n'utilisent pas suffisamment les informations actuelles pour mettre à jour ce qu'ils croyaient auparavant », a déclaré Zhou.
Les chercheurs ont souligné que seul un faible pourcentage de personnes atteintes de schizophrénie porte des mutations du gène GRIN2A, mais ont fait valoir qu'un dysfonctionnement de ce circuit pourrait représenter un mécanisme commun contribuant au déclin cognitif chez au moins certains patients. L'étude est publiée dans Nature Neuroscience, et l'équipe travaille désormais à l'identification de cibles potentiellement traitables au sein de ce circuit.
