Cette recherche de l'Université de New York menée chez l’animal apporte une explication de l’inflexibilité cognitive chez les patients atteints du syndrome de l’X fragile. Ces résultats suggèrent que les circuits neuraux peuvent être intacts mais mal réglés, ce qui entraîne une certaine inflexibilité dans l'acquisition de connaissances qui viennent contredire des connaissances préexistantes. Ces données permettent de mieux comprendre ce déficit cognitif caractéristique de l’X fragile, soit une mémoire excessive des données de départ et une incapacité à les corriger.
Le syndrome de l'X fragile est une cause héréditaire de l'autisme. Chez les patients « X fragile », le gène FMR1, présent sur le chromosome X, est complètement désactivé, ce qui prive le cerveau d'une protéine clé, FMRP qui régule des signaux électriques dans le cerveau. Cette anomalie entraîne un grand nombre de symptômes comportementaux, neurologiques et physiques. Ainsi, la perte de ce seul gène peut conduire à toute une série de symptômes différents. Certains patients sont profondément handicapés mentaux, incapables de communiquer. D'autres ne sont que légèrement touchés. Les patients éprouvent souvent des convulsions, l'anxiété et une impulsivité. Le syndrome entraine également des symptômes physiques dont la tête élargie, les pieds plats et des traits du visage bien particuliers. Enfin, près d'un tiers des patients atteints de syndrome X fragile présentent également des symptômes de troubles du spectre autistique (TSA).
Les neuroscientifiques du Centre for Neural Science de l'Université de New York se concentrent ici sur l'hippocampe, une zone du cerveau essentielle pour la mémoire, en particulier spatiale, qui nécessite à la fois des informations de codage et de mémorisation. Mais alors les mêmes neurones sont actifs à la fois dans l'encodage et le souvenir, il est difficile d’identifier les processus neuronaux qui permettent ces deux fonctions. Pourtant c’est une question clé pour mieux comprendre l’X fragile et ses effets caractéristiques sur la mémoire. Les scientifiques ont donc cherché en premier lieu une signature électrophysiologique du « rappel » (« recollection ») dans l'hippocampe pour pouvoir discerner ces deux processus. Leurs travaux, menés chez la souris modèle d’X fragile montrent que l'encodage et le souvenir sont le résultat d'un « tiraillement » neuronal entre deux types distincts d'activité synaptique neurale rythmique dans l'hippocampe. Notamment, l'encodage s’effectue lorsque l'activité rythmique rapide submerge une activité rythmique plus lente, en revanche, le rappel s’effectue lorsque le rythme le plus lent est dominant.
Chez l’X fragile », la fonction rappel domine la fonction d’encodage : si les neurones de l'hippocampe « X fragile » apparaissent tout à fait normaux, et par conséquent capables d’apprendre et de se souvenir, chez les souris « X fragile », ce rythme plus lent est largement dominant, ce qui suggère que la fonction de souvenirs préexistants domine généralement la fonction d’encodage de nouveaux souvenirs. Cette domination excessive du rythme lent chez les souris X fragile explique leur échec ou a minima leur difficulté à apprendre de nouvelles informations qui viennent contredire spécifiquement des données déjà encodées. Cette domination excessive de l'activité synaptique neurale lente empêcher la flexibilité adaptative normale de la fonction cognitive.
Des conclusions qui permettent de mieux comprendre cette inflexibilité cognitive est caractéristique du symptôme de l’X fragile et de l'autisme et qui pourront contribuer à la recherche de nouvelles voies thérapeutiques.
Source : PLOS Biology January 18, 2018 DOI : 10.1371/journal.pbio.2003354 Control of recollection by slow gamma dominating mid-frequency gamma in hippocampus CA1
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