Élucider enfin les mécanismes cérébraux

Silhouette d’une tête humaine dans laquelle tournent des roues et autour de laquelle gravitent des symboles scientifiques et mathématiques.

« La recherche sur le cerveau représente à l’heure actuelle ce que la physique quantique représentait dans les années 1950. C’est la dernière frontière et, assurément, une des plus grandes aventures scientifiques qui soient. »

— Jean-Claude Béïque, professeur agrégé, Institut de recherche sur le cerveau de l’Université d’Ottawa.

Par Laura Eggerston

Il y a 50 ans, la façon dont le cerveau apprend et retient l’information était encore un mystère.

Depuis, la neuroscience a fait d’importantes avancées dans la compréhension de la plasticité cérébrale. On sait maintenant que le cerveau change et s’adapte durant toute la vie au gré du renforcement ou de l’affaiblissement des connexions entre les neurones.

Jean-Claude Béïque, professeur agrégé à l’Institut de recherche sur le cerveau de l’Université d’Ottawa, précise toutefois que les chercheurs ne comprennent pas encore le phénomène dans tous ses détails.

« C’est une des grandes questions de l’heure », dit-il.

Le professeur Béïque participe aux efforts pour trouver des moyens d’exploiter favorablement cette capacité d’adaptation du cerveau, qu’on appelle aussi neuroplasticité. Une telle percée, croient les chercheurs, offre des perspectives intéressantes pour atténuer les séquelles d’un AVC, traiter les troubles d’apprentissage et de l’humeur, et même freiner la maladie de Parkinson ou d’Alzheimer.

La façon dont les synapses (ou connexions entre les neurones) changent sous l’action de la mémoire représente un domaine de recherche particulièrement prometteur, note Jean-Claude Béïque. Le processus est passablement complexe : un seul neurone peut avoir jusqu’à 30 000 synapses qui lui relaient des signaux.

La répétition renforce les synapses

Sous l’effet d’une stimulation, les synapses se renforcent. Le fait de répéter une information, comme un numéro de téléphone, par exemple, renforce le circuit synaptique qui aidera le cerveau à mémoriser l’information. De même, les mouvements répétitifs de certains sports comme le tennis ou le ping-pong agissent sur les synapses dans les régions du cerveau qui sont responsables du contrôle moteur.

« C’est l’effet de la plasticité », explique le professeur Béïque. « C’est une forme d’apprentissage : on maîtrise de mieux en mieux le mouvement. »

Le défi, pour les chercheurs, consiste à déterminer précisément où sont stockés les différents types de souvenirs dans le cerveau et à localiser les circuits synaptiques qui entrent en jeu dans les comportements complexes associés à ces souvenirs.

Les circuits neuronaux régulent l’humeur

Jean-Claude Béïque s’intéresse tout particulièrement à nos réactions face aux événements indésirables ou traumatisants et à l’effet de ces réactions sur les comportements futurs. Par exemple, le cerveau contient de nombreux circuits synaptiques pour repérer les dangers dans l’environnement, un besoin instinctif chez l’animal. Toutefois, si ces mêmes circuits deviennent trop forts (par exemple chez un enfant victime de sévices constamment sur ses gardes), ils peuvent produire une anxiété dévorante. Le fait de revivre des événements indésirables peut alors provoquer un trouble de stress post-traumatique.

Si les chercheurs pouvaient localiser avec précision les circuits problématiques, ils pourraient potentiellement les affaiblir et, partant, réduire l’intensité du trouble de stress post-traumatique. Certains utilisent déjà la lumière, sous forme de lasers, pour essayer de modifier la force des synapses et réguler l’humeur.

« Nous arrivons de mieux en mieux à isoler les différents circuits pour les étudier ainsi qu’à déterminer le genre de comportements complexes qu’ils sous-tendent et la façon de modifier leur force », déclare Jean-Claude Béïque. « Si nous pouvons localiser les différents circuits avec précision, nous serons mieux à même d’exploiter leur plasticité. »

En définitive, le fait de localiser certains circuits neuronaux à renforcer ou à affaiblir pour influencer l’humeur et les comportements pourrait fournir de nouvelles cibles thérapeutiques qui stimuleraient la plasticité du cerveau, favoriseraient la guérison et soulageraient les souffrances.

Le 2 mai 2018, Jean-Claude Béïque à discuté de la recherche sur la neuroplasticité et des découvertes dans ce domaine lors d’une miniformation médicale sur les secrets du cerveau, qui a eu lieu au pavillon Roger-Guindon.

Jean-Claude Béïque

Jean-Claude Béïque

 

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