Les scientifiques ont révélé une signature neuronale unique pour la dépression

Les récompenses façonnent de manière significative les comportements humains et animaux, un concept largement exploré en neurosciences mais avec une compréhension limitée des processus neuronaux sous-jacents. Une nouvelle étude a identifié l'activité neuronale de fréquence bêta dans le cortex cingulaire antérieur comme étant cruciale dans la reconnaissance des récompenses et la prise de décision, une découverte qui s'étend à la compréhension et potentiellement au traitement de l'anhédonie dans la dépression. Cette recherche, soutenue par la NIH BRAIN Initiative, introduit un biomarqueur potentiel de l'anhédonie et explore la modification de l'activité cérébrale comme stratégie de traitement.

Comme peuvent en témoigner les parents, les enseignants et les propriétaires d’animaux, les récompenses jouent un rôle important dans l’élaboration des comportements tant chez les humains que chez les animaux. Les récompenses, qu'elles soient sous forme de friandises comestibles, de cadeaux, de mots d'appréciation, de louanges, de renommée ou d'avantages monétaires, servent de renforcement positif pour les comportements associés. Cette corrélation entre récompenses et choix futurs constitue un paradigme bien établi dans la recherche en neurosciences depuis plus d’un siècle. Cependant, les processus neuronaux qui sous-tendent ce phénomène, en particulier la manière dont le cerveau code, mémorise et traduit les signaux de récompense en comportements futurs souhaités, restent largement inconnus.

Une étude récente dirigée par le Dr Sameer Sheth, professeur et vice-président de la recherche au Département de neurochirurgie du Baylor College of Medicine, directeur des laboratoires de la Fondation de recherche en neurologie pédiatrique Gordon et Mary Cain et chercheur au Jan et Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) du Texas Children's Hospital, a identifié l'activité neuronale à fréquence bêta dans le cortex cingulaire antérieur (ACC) du lobe frontal du cerveau comme la signature neuronale clé sous-jacente aux processus associés à la reconnaissance des récompenses et à la détermination des choix ultérieurs et, ainsi, à la formation des comportements futurs.

En outre, l'étude, publiée dans Nature Communications, rapporte que cette signature neuronale est altérée chez les patients souffrant de dépression, ouvrant ainsi une possibilité passionnante d'utiliser ces signaux neuronaux comme nouveau biomarqueur et comme voie thérapeutique innovante potentielle.

Les êtres humains tirent leur plaisir de diverses activités physiques ou mentales, d’expériences sensorielles et d’interactions avec leur famille et leurs amis. Cependant, les personnes souffrant de dépression éprouvent souvent des sentiments de désespoir, de tristesse ou de désespoir pendant des périodes prolongées en raison du désengagement et de l'anhédonie – un terme médical signifiant la perte de la capacité à ressentir de la joie ou du contentement dans des activités et des choses qu'elles trouvaient autrefois agréables, et qui a un impact négatif profond sur leur qualité de vie.

L’anhédonie est également associée à d’autres troubles psychiatriques et neurologiques tels que la schizophrénie et le trouble bipolaire, les troubles liés à la toxicomanie, l’anxiété et la maladie de Parkinson. Les antidépresseurs traditionnels et les traitements standard ne parviennent souvent pas à traiter de manière adéquate ce symptôme chez les personnes souffrant de dépression sévère résistante au traitement et d'autres affections. Une meilleure compréhension de l’anhédonie peut guider le développement de traitements ciblés et plus efficaces contre la dépression et les affections associées.

Pour identifier la base neuronale sous-jacente de l'anhédonie, Sheth et son équipe ont enregistré et analysé l'activité neuronale de quatre régions cérébrales de 15 patients atteints d'épilepsie résistante aux médicaments qui subissaient une surveillance invasive pour localiser la zone d'où provenaient leurs crises.

Alors que leur activité cérébrale était surveillée, ces patients ont effectué une tâche de discrimination perceptuelle appelée tâche de récompense probabiliste (PRT), une tâche comportementale bien validée qui mesure objectivement l'anhédonie en observant des changements subtils de comportement liés à la récompense.

"Nous avons constaté que l'attribution inégale de récompense entre deux réponses correctes dans cette tâche produisait un biais de réponse en faveur du stimulus le plus fréquemment récompensé", a déclaré l'auteur principal, le Dr Jiayang Xiao, qui a mené cette étude en tant qu'étudiant diplômé au laboratoire Sheth. "Nous avons constaté que, sur la base des commentaires, la plupart des individus modifiaient leurs réponses ultérieures pour faire des choix susceptibles d'être récompensés, quelle que soit l'exactitude de leurs réponses."

De plus, ils ont découvert un signal spécifique – des oscillations neuronales dans la gamme de fréquences bêta – provenant du cortex cingulaire antérieur (ACC) dans le lobe frontal du cerveau, ont montré une corrélation toujours forte et positive avec le comportement de biais de récompense et ont été suivis de près avec le réception des récompenses et leur valeur. En outre, ils ont découvert que cette région spécifique du cerveau était engagée dans l’évaluation des stimuli et des résultats de la récompense, agissant potentiellement comme un nœud critique doté d’un mécanisme commun d’évaluation de la récompense.