07 Oct Quels sont les effets de « l’hormone de l’Amour » ? C’est compliqué
Une étude sur des souris dans des conditions semi-naturelles montre comment l’ocytocine peut amplifier l’agressivité comme la sympathie.
Compétition ou coopération ? L’ocytocine pourrait renforcer les signaux sociaux dans les deux cas
Pendant le confinement, des couples ont été contraints de passer des jours et des semaines ensemble ; certains ont vu leur amour renaître mais d’autre ont fini par se séparer. L’ocytocine, un peptide neuromodulateur produit dans le cerveau, est complexe : elle peut rapprocher les cœurs ou induire de l’agressivité. Cette conclusion provient d’une étude originale menée par des chercheurs de l’Institut Weizmann des Sciences qui ont manipulé précisément la production d’ocytocine dans les cellules cérébrales de souris en milieu semi-naturel. Publiées dans Neuron, leurs découvertes pourraient apporter une nouvelle piste de traitement utilisant l’ocytocine pour divers troubles psychiatriques comme l’anxiété sociale, l’autisme ou la schizophrénie.
La plupart de nos connaissances sur les actions des neuromodulateurs comme l’ocytocine proviennent d’études comportementales sur des animaux dans des conditions de laboratoire standards. Ces conditions sont artificielles et strictement contrôlées afin que les chercheurs puissent limiter le nombre de variable affectant le comportement. Mais certaines études récentes suggèrent que les attitudes d’une souris dans un environnement semi-naturel peuvent nous en apprendre bien plus sur le comportement naturel, surtout quand nous voulons appliquer ces résultats aux humains.
L’équipe du laboratoire du professeur Alon Chen dans le département de neurobiologie de l’Institut Weizmann a créé une installation expérimentale qui permet d’observer les souris dans des conditions proches de leur milieu de vie naturel – un environnement qu’elles peuvent explorer, riche en stimuli – et leur activité est suivie jour et nuit par des caméras et analysée informatiquement. Cette étude, qui s’est déroulée pendant 8 ans, a été dirigée par Sergey Anpilov et Noa Eren, étudiants chercheurs, et par le docteur Yair Shemesh, dans le groupe de laboratoires du professeur Chen. L’innovation de cette étude a été d’y intégrer de l’optogénétique – une méthode qui permet aux chercheurs d’allumer ou d’éteindre certains neurones spécifiques en utilisant de la lumière. Afin de créer une installation optogénétique permettant à l’équipe d’étudier des souris se comportant normalement, elle a développé un appareil compact, léger et sans fil avec lequel les scientifiques pouvaient activer les cellules nerveuses des souris à distance. Avec l’aide du professeur Ofer Yizhar, expert en optogénétique du même département, l’équipe a introduit dans les cellules cérébrales produisant l’ocytocine du cerveau des souris une protéine qu’il avait précédemment développée. Quand la lumière de l’appareil sans fil touchait ces neurones, ils devenaient plus sensibles aux données provenant d’autres cellules cérébrales de leur réseau.
Les cellules produisant l’ocytocine dans le noyau paraventriculaire (PVN) de l’hypothalamus d’une souris
« Notre premier objectif, » dit Sergey Anpilov, « était d’atteindre le juste équilibre dans le déroulement de l’expérience nous permettant de suivre le comportement dans un milieu naturel, sans perdre notre capacité de réponse aux questions scientifiques précises sur les fonctions cérébrales. »
Le docteur Shemesh ajoute : « non seulement l’expérimentation classique manque de stimuli, mais les mesures ne couvrent que quelques minutes, alors que nous avons la capacité de suivre la dynamique sociale dans un groupe de souris pendant plusieurs jours. ».
Explorer le rôle de l’ocytocine était une sorte de galop d’essai pour ce système expérimental. Jusqu’ici, les chercheurs pensaient que cette hormone modérait les comportements prosociaux. Mais certaines observations ont fait émerger une autre hypothèse appelée « saillance sociale » (saillance : d’une chose quelconque le fait qu’elle retienne l’attention) qui propose que l’ocytocine amplifie la perception de différents signaux sociaux, pouvant entraîner des comportements prosociaux ou antagonistes selon des facteurs comme le caractère de chaque individu et son environnement.
Afin de tester l’hypothèse de saillance sociale, l’équipe a placé des souris « photoactivables » dans un environnement de laboratoire semi-naturel enrichi. Puis ils ont délicatement activé par la lumière les cellules produisant l’ocytocine dans l’hypothalamus. Ils ont ensuite répété l’expérience avec des souris placées dans des conditions de laboratoire standards, stériles.
Dans l’environnement semi-naturel, les souris ont commencé par s’intéresser les unes aux autres et sont rapidement devenues agressives après activation de la production d’ocytocine. À l’inverse, chez les souris placées dans les conditions de laboratoire classiques l’augmentation de la production d’ocytocine a entraîné une baisse de l’agressivité. « Dans une configuration sociale naturelle ne présentant que des souris mâles, nous nous attendions bien à des comportements belliqueux, les souris se battant pour leur territoire ou leur nourriture, » dit Sergey Anpilov. « Autrement dit, ces conditions sociales conduisent à la compétition et à l’agressivité. Au contraire,dans les conditions normales de laboratoires, une situation sociale différente mène à des effets différents de l’ocytocine. »
Si « l’hormone de l’amour » est plutôt une « hormone sociale », qu’en est-il de ses applications pharmaceutiques ? « De précédentes expériences ont montré que l’ocytocine est impliquée dans des comportements sociaux comme le contact visuel ou le sentiment de proximité, » dit Noa Eren, « mais notre travail montre qu’elle n’améliore pas systématiquement la sociabilité. Les effets de l’ocytocine dépendent du contexte et de la personnalité. ». Ainsi, si l’ocytocine est utilisée de façon thérapeutique, une vision bien plus nuancée est nécessaire dans la recherche. « Si nous voulons comprendre la complexité du comportement, nous devons l’étudier dans un environnement complexe. C’est alors seulement que nous pourrons commencer à transposer nos découvertes au comportement humain, » dit-elle.
Différents scientifiques de l’Institut Max Planck pour la psychiatrie à Münich ont participé à cette étude : les étudiants chercheurs Asaf Benjamin et Stoyo Karamihalev, le docteur Julien Dine, chercheur, et le docteur Oren Forkosh, en postdoctorat, du laboratoire du professeur Chen, le professeur Shlomo Wagner et le docteur Hala Harony-Nicolas, en postdoctorat, de l’Université d’Haifa, le professeur Inga Neumann et l’étudiant en recherche Vinicius Oliveira de l’Université de Ratisbonne en Allemagne et l’ingénieur électricien Avi Dagan.
Les recherches du professeur Alon Chen sont financées par le Laboratoire pour la recherche en neurobiologie du stress de la famille Ruhman, la fondation de la famille Perlman, créée par Louis L. et Anita M. Perlman, la fondation Adelis, Bruno Licht et Sonia T. Marschak.
Le professeur Chen est détenteur de la chaire en neurobiologie Vera et John Schwartz.
Les recherches du professeur Ofer Yizhar sont financées par l’Institut Ilse Katz pour la recherche sur les sciences matérielles et la résonnance magnétique, la bourse Adelis pour la recherche sur le cerveau, Paul et Lucie Schwartz, et le laboratoire Georges et Vera Gersen.
