Traitement de la maladie de Parkinson : un mystère de la taille d’une noix au plus profond du cerveau

Dans l'article précédent « L'antidote à la schizophrénie est né dans l'usine de teinture qui produit le violet noble », nous avons parlé de la façon dont l'industrie des teintures issue de la recherche antipaludique s'est développée jusqu'à devenir l'industrie pharmaceutique moderne. Au cours de ce processus, trois médicaments antipsychotiques ont émergé : la chlorpromazine (CPZ), la réserpine et l’halopéridol. Les recherches sur ces substances indiquent toutes l’existence d’un neurotransmetteur très important dans le cerveau : la dopamine.

Écrit par Yang Ben (Northwestern University, États-Unis)

Avant les années 1950, il existait de nombreuses théories sur les maladies mentales, mais aucune d’entre elles n’était fiable. Ce n’est que dans les années 1950 qu’apparaissent les trois médicaments antipsychotiques mentionnés dans l’article précédent et certaines drogues hallucinogènes synthétisées par des usines de colorants. Les recherches sur ces derniers ont conduit à de nouvelles théories sur la schizophrénie, parmi lesquelles la « théorie de la sérotonine » est devenue la théorie dominante à l'époque [1].

La théorie de la sérotonine soutient que les déséquilibres du neurotransmetteur sérotonine sont la principale cause des maladies mentales. La preuve la plus importante de cette théorie est la découverte de Bernard Brodie, un géant universitaire de l’époque et le « père de la pharmacologie chimique moderne », selon laquelle le médicament antipsychotique réserpine peut éliminer la sérotonine du cerveau (voir l’article précédent pour plus de détails).

À cette époque, Avid Carlsson (prix Nobel de physiologie ou médecine 2000) qui visitait le laboratoire de Brodie était également impliqué dans les recherches sur la réserpine. Étant donné que la dopamine et la noradrénaline sont structurellement similaires à la sérotonine, Carlsson s’est demandé si la réserpine pouvait également épuiser la dopamine et la noradrénaline. Mais le fort Brodie sentait qu'il avait déjà compris le mécanisme de la réserpine dans le traitement de la schizophrénie et qu'il n'était pas nécessaire de poursuivre les recherches. Plus tard, Carlsson est retourné en Suède et a continué à étudier la réserpine par lui-même. Il a découvert que son hypothèse était correcte. La réserpine peut vraiment éliminer la dopamine et la noradrénaline !

Cependant, à cette époque, la dopamine n'était pas encore un neurotransmetteur bien connu - en fait, il y avait encore beaucoup de controverse quant à savoir s'il s'agissait d'un neurotransmetteur ou simplement d'un produit de la synthèse de la noradrénaline (Figure 1). Même l’idée selon laquelle les cellules nerveuses communiquent en libérant des substances chimiques appelées neurotransmetteurs, plutôt que des signaux électriques, commence seulement à être acceptée dans la communauté. Personne ne se soucie de ce qu’est la dopamine.

Figure 1. Voies de biosynthèse de la dopamine et de la noradrénaline. L'image provient de Wikipédia, traduite et annotée par l'auteur. (Cliquez pour agrandir)

Peut-être que la dopamine est également importante ? Si la dopamine est une cible importante de la réserpine, alors le réapprovisionnement en dopamine peut inverser les effets de la réserpine, et la dopamine peut jouer un rôle important dans la schizophrénie.

Carlsson a décidé de concevoir une expérience pour tester son idée.

Les rats ne peuvent évidemment pas nous dire s’ils souffrent de symptômes de schizophrénie tels que des hallucinations (mais les dernières recherches suggèrent qu’ils le peuvent). Cependant, la réserpine est principalement utilisée comme sédatif, nous pouvons donc vérifier les effets de la réserpine et de la dopamine en observant si les souris sont sous sédation (immobiles) ou éveillées (en mouvement).

Si l’effet sédatif de la réserpine est causé par l’élimination de la dopamine, l’injection de dopamine chez la souris peut-elle résister à la sédation et les faire bouger à nouveau ?

La dopamine ne peut pas traverser la barrière hémato-encéphalique, c'est pourquoi Carlsson a choisi d'injecter le métabolite de la dopamine, la lévodopa (voir figure 1). En conséquence, la lévodopa a rendu les animaux à nouveau excités après la sédation chez les souris et les lapins traités à la réserpine [2]. Carlsson a ensuite démontré que la L-dopa était effectivement métabolisée en dopamine dans le cerveau, plutôt qu'en noradrénaline et en sérotonine[3]. Par la suite, les étudiants de Calrsson ont découvert que les niveaux de dopamine étaient beaucoup plus élevés que les niveaux de noradrénaline dans plusieurs régions du cerveau (y compris les noyaux gris centraux)[4].

Une série de preuves a finalement prouvé que la dopamine n’est pas seulement un intermédiaire métabolique mais un neurotransmetteur indépendant. À partir de là, Carlsson a suggéré que la schizophrénie pourrait être causée non seulement par la sérotonine, mais aussi par une fonction anormale de trois neurotransmetteurs monoamines : la dopamine, la sérotonine et la noradrénaline. Il a également été le premier à suggérer que la dopamine pourrait réguler directement le mouvement au-delà de la schizophrénie.[5]

Bien que Carlsson étudiait la schizophrénie, la chaîne logique de « mouvement induit par la dopamine » qu'il a déduite a ouvert par inadvertance une porte à l'étude d'une autre maladie du cerveau : la maladie de Parkinson.

Par coïncidence, les recherches sur la maladie de Parkinson ont finalement alimenté la recherche sur la schizophrénie et ont finalement donné naissance à la « théorie de la dopamine » de la schizophrénie.

maladie de Parkinson

Dans les années 1960, alors que les recherches sur la schizophrénie étaient en cours, des progrès importants ont également été réalisés dans la recherche sur la maladie de Parkinson.

La maladie de Parkinson (MP) est la deuxième maladie neurodégénérative la plus répandue après la maladie d’Alzheimer (MA), communément appelée démence sénile. La maladie de Parkinson doit son nom au Dr James Parkinson, qui a décrit pour la première fois les symptômes en 1817.

Les principaux symptômes moteurs de la maladie de Parkinson comprennent les tremblements, la rigidité des membres, l’akinésie/bradykinésie et l’instabilité posturale. Historiquement, l'artiste surréaliste Salvador Dali, le champion de boxe Muhammad Ali, l'actrice Katharine Hepburn et les célèbres Chen Jingrun et Ba Jin ont tous souffert de la maladie de Parkinson. Aux États-Unis, il existe deux fonds importants pour la maladie de Parkinson, également issus de deux patients : la Fondation Michael J. Fox pour la recherche sur la maladie de Parkinson, créée après que l'acteur Michael J. Fox a été diagnostiqué avec la maladie de Parkinson, et les Centres d'excellence Morris K. Udall pour la recherche sur la maladie de Parkinson du NIH, créés à la mémoire du membre du Congrès Morris Udall qui souffrait également de la maladie de Parkinson.

Les gens pensent généralement que la maladie de Parkinson est un trouble du mouvement et que la maladie d’Alzheimer est un trouble de la mémoire, mais en fait, les deux maladies ont un très large éventail d’effets sur le corps humain. En plus du mouvement et de la mémoire, ils affectent également les émotions, la perception et d’autres aspects. C'est juste que les troubles moteurs et les troubles de la mémoire sont les principaux symptômes les plus évidents des deux.

Les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson sont causés par la mort des cellules dopaminergiques dans la substance noire pars compacta (SNc) du mésencéphale. Les cellules dopaminergiques sont des cellules nerveuses qui synthétisent et libèrent de la dopamine. Elles sécrètent de la mélanine, donc lorsqu'elles sont disséquées, on peut voir que cette petite zone où les cellules dopaminergiques sont concentrées est noire, on l'appelle donc « substance noire » (Figure 2-3).

Figure 2. Coupe coronale du mésencéphale du cerveau humain. La partie noire représente les cellules dopaminergiques de la substance noire pars compacta, et sa face ventrale (c'est-à-dire en dessous de la partie noire sur la photo) est la substance noire pars reticulata (SNr, parfois aussi appelée pars diffusa, la densité cellulaire est relativement faible par rapport à la pars compacta).

Figure 3. En comparant les sections du mésencéphale de personnes en bonne santé et de patients atteints de la maladie de Parkinson, on peut constater que les cellules de la substance noire chez les patients atteints de la maladie de Parkinson sont réduites ou ont disparu.

Le rôle de la dopamine

Pourquoi la mort des cellules dopaminergiques de la substance noire entraîne-t-elle les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson ?

En 1960, le scientifique autrichien Oleh Hornykiewicz et son collègue postdoctoral Herbert Ehringer ont découvert que la dopamine était considérablement réduite ou absente dans une région du cerveau appelée striatum chez les patients atteints de la maladie de Parkinson[6]. Hornykiewicz a ensuite proposé pour la première fois que la dopamine striatale pourrait provenir de la projection des cellules dopaminergiques de la substance noire dans le mésencéphale vers le striatum [7] (Qu'est-ce que la projection ? Voir Astuce 1). En d'autres termes, la substance noire des patients atteints de la maladie de Parkinson est réduite/disparue et ne peut plus sécréter de dopamine, donc naturellement aucune dopamine n'est transportée vers le striatum.

Des études ultérieures ont montré que le striatum joue un rôle important dans la régulation du mouvement par le cerveau. Dans le même temps, les médicaments antipsychotiques qui bloquent la dopamine sont connus pour provoquer des effets secondaires similaires aux symptômes de la maladie de Parkinson (voir l'article précédent pour plus de détails) - tous ces indices combinés signifient que la dopamine peut jouer un rôle important à la fois dans la maladie de Parkinson et dans la schizophrénie.

Astuce 1 : Projections de cellules nerveuses

Figure 4. Structure de la synapse (cliquez pour voir une image plus grande). L'image provient du site Web GeneTex, avec une traduction chinoise et des annotations de l'auteur.

Il existe une énorme différence morphologique entre les cellules nerveuses et les autres cellules : en plus du corps cellulaire, les cellules nerveuses ont également des « mains » et des « pieds » qui s'étendent vers l'extérieur. La « main » est l’axone et le « pied » est la dendrite.

Une cellule nerveuse n'a généralement qu'une seule « main », mais lorsqu'elle est étendue, elle se ramifie, comme plusieurs « doigts », qui peuvent atteindre de grandes distances et communiquer avec d'autres cellules nerveuses. Par exemple, les cellules dopaminergiques de la substance noire du mésencéphale étendent leurs « mains » jusqu’au striatum du cerveau antérieur, ce que l’on appelle une voie de projection. Les « mains » des cellules dopaminergiques formeront de nombreuses branches dans le striatum, communiqueront avec un grand nombre de cellules striatales et réguleront l'activité des cellules striatales en libérant de la dopamine (comme en soufflant des bulles, voir l'article précédent pour plus de détails).

Les « pieds » des cellules nerveuses reçoivent des signaux de neurotransmetteurs libérés par les « mains » d’autres cellules nerveuses, tout comme les racines des arbres pénétrant profondément dans le sol pour absorber l’eau et les nutriments. Habituellement, les « mains » d’une cellule nerveuse communiquent avec les « pieds » d’autres cellules nerveuses et du corps. Le lieu de communication est le cercle sur l'image, qui a été nommé synapse par Sir Charles Sherrington, l'un des fondateurs des neurosciences modernes. Le mot synapse vient du mot grec sunapsis, qui signifie « point de contact », qui a été recommandé à Sherrington par l'érudit classique britannique AW Verrall.

Inspiré par les recherches de Carlsson, Hornykiewicz a proposé d'utiliser la lévodopa pour traiter la maladie de Parkinson. Cependant, l’opinion dominante à l’époque était que la maladie de Parkinson était également causée par un manque de sérotonine. Hornykiewicz a passé un an à convaincre le neurologue Walther Birkmayer d’administrer des injections de L-dopa aux patients atteints de la maladie de Parkinson, mais Birkmayer ne croyait pas du tout à la théorie de Hornykiewicz et croyait également que la maladie de Parkinson était causée par un manque de sérotonine[8].

Mais Birkmayer a rapidement été giflé. Il n'a pas pu résister à la persuasion douce et dure de Hornykiewicz et a injecté de la L-dopa au patient atteint de la maladie de Parkinson. Les patients qui étaient déjà alités et incapables de bouger, tout comme les souris et les lapins sous sédatif dans l'expérience de Carlsson, ont pu se lever et marcher comme des personnes normales directement après l'injection, prouvant finalement que la L-dopa peut effectivement traiter la maladie de Parkinson[9].

Presque au même moment, des nouvelles similaires sont arrivées du Japon et du Canada selon lesquelles la dopamine avait disparu du striatum des patients atteints de la maladie de Parkinson et que l'injection de lévodopa chez ces patients pouvait améliorer leurs symptômes [10-11].

Plus tard, après des améliorations posologiques par le Dr George Cotzias[12-13], la lévodopa a finalement été approuvée pour le traitement de la maladie de Parkinson. Cotzias a également remporté le prix Lasker de médecine clinique en 1969 pour cela. Actuellement, la lévodopa reste le médicament principal et le plus efficace pour le traitement de la maladie de Parkinson.

L'absence de Hornykiewicz au prix Nobel de physiologie ou médecine de 2000 (deux des trois lauréats de cette année-là, Carlsson et Greengard, étaient tous deux chercheurs sur la dopamine) a provoqué un fort mécontentement dans la communauté universitaire, et 250 neuroscientifiques et médecins ont écrit conjointement une lettre au comité du prix Nobel pour condamner l'événement.[14]

Hornykiewicz est décédé le 26 mai 2020.

Lors de la 13e Conférence internationale sur la maladie de Parkinson en 1999, Hornykiewicz a partagé cinq suggestions de recherche scientifique avec de jeunes scientifiques. La deuxième était : « Lorsque votre mentor vous guide, vous devez l'écouter attentivement et respectueusement ; mais lorsque vous revenez pour continuer vos expériences, vous devez faire ce que vous pensez être juste, même si c'est différent de l'idée de votre mentor. » [15]

« Écoutez attentivement et respectueusement les conseils de votre superviseur et de vos enseignants ; après cela, vous devez poursuivre un plan expérimental que vous jugez le meilleur, même s'il diffère de leurs opinions. »

——Oleh Hornykiewicz

Figure 5. Oleh Hornykiewicz (1926-2020)

Neurones épineux systémiquement sensibles

Nous savons maintenant que les cellules dopaminergiques de la substance noire du mésencéphale se projettent vers le striatum, où elles libèrent de la dopamine, régulant ainsi l’activité des cellules striatales et régulant ainsi le mouvement. Une fois la dopamine perdue dans le striatum, la maladie de Parkinson survient. Alors, comment tout cela est-il réglementé ?

Pour le savoir, nous devons comprendre à quoi ressemblent les neurones du striatum.

95 % des cellules du striatum sont des neurones de projection épineux (SPN, également connus sous le nom de neurones épineux moyens, MSN dans le passé, mais le nom moyen n'est pas très précis, ils sont donc maintenant principalement appelés SPN). Cette « épine » est l’endroit où se forme la synapse (Figure 6). Cela signifie que ce type de neurone possède de très nombreux points de réception d’informations dans tout le corps.

Figure 6. Après l'ajout de protéines fluorescentes aux neurones de projection épineux striataux (SPN), on peut voir qu'il y a de nombreuses protubérances « en forme d'épines » sur ses « pieds » (marquées par les numéros dans la figure de droite) [16]. (Remarque : l’image de droite est la partie à l’intérieur du cadre jaune dans l’image de gauche)

Le striatum est appelé striatum parce que les projections du cortex cérébral forment des faisceaux de fibres (les « mains » de nombreuses cellules nerveuses liées ensemble en faisceaux), qui forment des bandes dans l'anatomie. Les bandes sont également appelées crayons de Wilson, d'après que le neurologue SA Kinnier Wilson (1878-1937) les a décrites comme des faisceaux de fibres nerveuses « en forme de crayon » (Fig. 7).

La synapse formée par les « mains » des neurones corticaux cérébraux et les « pieds » des neurones de projection épineuse striatale SPN se trouve au sommet de cet endroit « en forme d'épine », c'est-à-dire que « l'épine » est l'endroit où le cortex et le striatum communiquent.

Figure 7. Les rayures du striatum (flèches), également appelées crayons de Wilson ou fibres du crayon de Wilson[17]. (Cliquez pour agrandir)

Le mouvement de notre corps est régulé par le striatum et plusieurs autres zones du cerveau, qui forment ensemble les noyaux gris centraux (littéralement traduit par noyaux gris centraux, mais ce n'est pas un ganglion, donc l'auteur pense que la traduction de noyaux gris centraux est plus précise).

Parmi eux, le striatum est l’entrée des noyaux gris centraux, recevant les instructions du cortex cérébral (par exemple, je veux bouger mes globes oculaires) ; la substance noire pars reticulata (SNr, Figure 2) mentionnée ci-dessus est la sortie principale des noyaux gris centraux, qui envoie les signaux traités par les noyaux gris centraux vers la zone cérébrale responsable du mouvement dans le tronc cérébral, régulant directement le mouvement (par exemple, en contrôlant les quatre muscles autour du globe oculaire via le nerf oculomoteur), ou en les transmettant au cortex moteur du cerveau via le thalamus pour réguler le mouvement (Figure 8).

Figure 8. Structure des noyaux gris centraux de la souris. Les neurones de projection épineux bleus du striatum se projettent directement vers la substance noire (SNr) et le globus pallidus médial (GPm, m signifie médial, maintenant principalement appelé GPi, i signifie interne), de sorte que ces cellules sont également appelées SPN à voie directe (dSPN), et les flèches bleues indiquent la voie de projection directe ; Les neurones de projection épineux rouges se projettent d'abord vers le globus pallidus (GP, maintenant principalement appelé globus pallidus latéral (GPe, e signifie externe), puis vers le noyau sous-thalamique (STN), et enfin atteignent indirectement la substance noire (SNr) et le globus pallidus médian (GPm), de sorte que ces cellules sont également appelées SPN à voie indirecte (iSPN), et les flèches rouges indiquent la voie de projection indirecte [18]. (Cliquez pour agrandir)

Modèle classique Go/NoGo

À la fin des années 1960, les scientifiques avaient l’idée générale que les noyaux gris centraux étaient impliqués dans la régulation du mouvement, mais les voies spécifiques n’étaient pas claires. Mahlon DeLong, qui était alors chercheur postdoctoral au NIH, et ses collègues ont inséré des électrodes dans différentes régions du cerveau des noyaux gris centraux pour enregistrer l'activité cellulaire et ses effets sur le mouvement, délimitant ainsi les voies spécifiques par lesquelles les noyaux gris centraux régulent le mouvement.

Il existe deux voies de projection de l'entrée des noyaux gris centraux à la sortie des noyaux gris centraux : la voie directe (flèche bleue sur la figure 8) et la voie indirecte (flèche rouge sur la figure 8).

Le chemin direct est également appelé « Go » (mouvement), et le chemin indirect est également appelé « NoGo » (pas de mouvement, ou immobilité). Ceci est dû au fait que, dans toute la structure, à l'exception du noyau sous-thalamique (NST) qui est excitateur, tous les autres noyaux, y compris le striatum et la substance noire réticulée, sont des cellules inhibitrices.

Les cellules inhibitrices libèrent le neurotransmetteur inhibiteur GABA (acide γ-aminobutyrique), qui inhibe l'activité des cellules en aval et les fait « se calmer » ; tandis que le noyau sous-thalamique libère le neurotransmetteur excitateur glutamate, qui active les cellules en aval et les fait « bouger ».

À ce stade, nous pouvons voir la subtilité du système nerveux :

Il y a des cellules inhibitrices aux deux extrémités de la voie directe. Les cellules en aval de la voie devraient inhiber les cellules en aval, mais sa fonction est inhibée par les cellules en amont, « inhibition-inhibition », négatif et négatif égal positif, ce qui a pour résultat de favoriser le mouvement (Go).

De même, la voie indirecte est inhibition-inhibition-activation-inhibition (flèches rouges sur la figure 8 : striatum-globus pallidus-noyau sous-thalamique-substantia nigra reticulata/globus pallidus medialis). Il y a trois inhibitions, mais le résultat final est toujours négatif (inhibition), ce qui entraîne une inhibition du mouvement (NoGo).

Le modèle Go/NoGo est également connu comme le modèle classique des noyaux gris centraux.

Figure 9. Schéma de la structure et de la fonction des noyaux gris centraux de la souris. La boîte noire représente les noyaux des noyaux gris centraux ; le rouge représente les neurones/projections excitateurs, qui libèrent du glutamate ; le bleu représente les neurones/projections inhibiteurs, qui libèrent du GABA ; et le jaune représente les cellules/projections de dopamine, qui libèrent de la dopamine. (Image de l'auteur)

Il y a onze ans, les scientifiques ont utilisé une nouvelle technique optogénétique (une technique qui utilise la lumière pour réguler l'activité des cellules nerveuses) pour activer spécifiquement les cellules du canal direct du striatum, ce qui a effectivement favorisé le mouvement des souris (Go) ; ils ont également activé spécifiquement les cellules du canal indirect du striatum, ce qui a effectivement inhibé le mouvement des souris (NoGo), prouvant finalement que le modèle Go/NoGo est généralement correct [19]. Cependant, les dernières recherches suggèrent que le modèle doit encore être révisé (ce qui sera abordé dans le prochain article).

Stimulation cérébrale profonde

À la fin des années 1970, Barry Kidston, un étudiant diplômé en chimie de l'Université George Washington, a synthétisé secrètement le médicament opioïde MPPP (communément appelé « héroïne synthétique ») en lisant de la littérature et l'a vendu sur le campus et dans la rue. Cependant, la pureté de son MPPP n’était pas élevée et il a été mélangé avec un autre produit, le MPTP (Figure 10). En conséquence, un grand nombre de « clients » dans la vingtaine ont développé la maladie de Parkinson à un jeune âge alors qu’ils étaient sous l’emprise de l’ecstasy.

Plus tard, J. William Langston des National Institutes of Health (NIH) a déterminé que le MPTP tue spécifiquement les cellules dopaminergiques de la substance noire du mésencéphale, provoquant la maladie de Parkinson. C'est regrettable pour les enfants qui prennent des médicaments, mais pour les chercheurs, le MPTP fournit un modèle animal très important de la maladie de Parkinson - c'est-à-dire que l'injection de MPTP aux animaux peut induire la maladie de Parkinson. Les lecteurs intéressés par cette histoire peuvent se référer au livre The Case of the Frozen Addicts co-écrit par Langston et Jon Palfreman (l'auteur ne l'a pas lu et ne peut pas commenter le contenu du livre).

Figure 10. Médicament MPPP synthétisé chimiquement[20]. (Cliquez pour agrandir)

En utilisant le modèle animal MPTP, DeLong a découvert que le noyau sous-thalamique (STN) – le seul noyau de l'ensemble des noyaux gris centraux avec un grand nombre de neurones excitateurs – se décharge anormalement dans la maladie de Parkinson, et son retrait peut améliorer les symptômes de la maladie de Parkinson[21].

À peu près à la même époque, Alim Louis Benabid, neurochirurgien en France, a fait une découverte inattendue. Lorsqu'il pratiquait une opération du cerveau sur un patient souffrant de tremblements multiples, il a suivi la routine consistant à insérer des électrodes dans différentes zones du thalamus pour une stimulation à basse fréquence afin de déterminer si le site de stimulation était précis. Mais par curiosité, il a augmenté la fréquence de stimulation à près de 100 Hz et a constaté de manière inattendue que le patient ne tremblait plus. Plus tard, Benabid a lu les recherches de DeLong sur la résection du noyau sous-thalamique et a essayé d’effectuer une stimulation à haute fréquence du noyau sous-thalamique sur des patients atteints de la maladie de Parkinson. Il a finalement mis au point un autre traitement important contre la maladie de Parkinson en plus de la L-dopa : la stimulation cérébrale profonde (DBS) [22].

Le prix Lasker de médecine clinique 2014 a été décerné à DeLong pour ses recherches sur les voies directes/indirectes et ses contributions au modèle classique Go/NoGo, et à Benabid pour son développement de la stimulation cérébrale profonde pour la maladie de Parkinson. Depuis lors, ils ont remporté le Breakthrough Prize in Life Sciences en 2014 et 2015 respectivement.

Figure 11. Mahlon DeLong et Alim Louis Benabid ont partagé le prix Lasker de médecine clinique 2014.

Astuce 2

Le Breakthrough Prize in Science est actuellement la récompense scientifique la mieux rémunérée, chaque lauréat recevant 3 millions de dollars américains. Elle a été créée grâce aux dons de plusieurs personnes fortunées, dont les fondateurs de Google et de Facebook, Ma Huateng et d'autres. Dans le domaine des sciences de la vie, un prix distinct pour la maladie de Parkinson et les maladies neurodégénératives a été créé. L'auteur estime que cela pourrait être lié au fondateur de Google, Sergey Brin, dont la mère souffre de la maladie de Parkinson et dont la famille est porteuse d'une mutation dans le gène LRRK2, responsable de la maladie de Parkinson.

À suivre

Dans le dernier film Marvel « Black Widow », le comportement des agents de Black Widow est contrôlé par l'organisation d'espionnage « Red Room ». L'explication scientifique donnée dans le film est que la salle rouge contrôle la zone cérébrale des ganglions de la base, qui sont les ganglions de la base que nous avons présentés aujourd'hui. Cependant, l'exemple du cochon retenant sa respiration utilisé dans le film n'est pas tout à fait exact, car la respiration est contrôlée par plusieurs noyaux du tronc cérébral, et non par les noyaux gris centraux. Les noyaux gris centraux contrôlent principalement les mouvements bruts associés aux symptômes de la maladie de Parkinson, tels que la station debout stable, la marche, la consommation d'eau dans une tasse, etc., ainsi que certains mouvements fins, l'acquisition de compétences motrices et la formation d'habitudes, comme jouer du piano et patiner.

Ce que j’étudie actuellement, c’est comment les cellules des noyaux gris centraux régulent l’acquisition des capacités motrices. Chaque fois que je vois ma fille avoir du mal à pratiquer un nouveau morceau de piano ou un nouveau mouvement de patinage, je me demande si je connaissais le mécanisme d'acquisition des habiletés motrices, serais-je capable d'activer artificiellement les cellules des noyaux gris centraux concernées pour aider ma fille à consolider ses compétences en piano et en patinage ? De cette façon, elle n’a pas besoin de s’entraîner tous les jours – elle n’a même pas besoin d’apprendre ces mouvements. Il me suffit d’activer les cellules nerveuses concernées et d’implanter directement la mémoire motrice en elle.

Figure 12. Dans le film Matrix (1999), les programmeurs ont chargé des mouvements de combat de judo directement dans le cerveau de Neo.

Bien sûr, ces idées peuvent sembler un peu de science-fiction aujourd’hui, mais elles ne sont pas impossibles à l’avenir. Comme toutes les connaissances scientifiques et technologies, les neurosciences peuvent être utilisées pour aider l’humanité ou pour la détruire. L'idée de la « Red Room » contrôlant les agents de Black Widow a été un jour imaginée par un neuroscientifique, Curtis C. Bell. Il a découvert un type particulier de plasticité dépendante du timing des pics synaptiques dans le cervelet[23]. En raison de cette préoccupation, il a abandonné la recherche scientifique et a lancé une initiative appelant les neuroscientifiques à ne pas s’engager dans des recherches contraires aux droits de l’homme et au droit international. La page Web de proposition et de signature est :

http://www.tinyurl.com/neuroscientistpledge

Nous savons maintenant que le striatum peut réguler le mouvement par deux voies, une voie directe qui favorise le mouvement (Go) et une voie indirecte qui inhibe le mouvement (NoGo). Nous savons également que des décharges anormales dans le noyau sous-thalamique (NST) des noyaux gris centraux sont associées à la maladie de Parkinson.

Mais ce n’est pas tout.

Ne s’agit-il pas simplement de recevoir de la dopamine ? Pourquoi avons-nous besoin de deux voies et de rendre cela si compliqué ? Comment la dopamine dans le striatum régule-t-elle le mouvement en régulant l'activité neuronale ? Quel est le rapport avec la schizophrénie ?

Nous analyserons la réponse la prochaine fois.

Références

[1] KETY SS. Théories biochimiques de la schizophrénie. II. Science. 12 juin 1959 ; 129(3363):1590-6. doi: 10.1126/science.129.3363.1590. PMID : 13668503.

[2] CARLSSON A, LINDQVIST M, MAGNUSSON T. 3,4-dihydroxyphénylalanine et 5-hydroxytryptophane comme antagonistes de la réserpine. Nature. 30 novembre 1957 ; 180(4596):1200. doi: 10.1038/1801200a0. PMID : 13483658.

[3] CARLSSON A, LINDQVIST M, MAGNUSSON T, WALDECK B. Sur la présence de 3-hydroxytyramine dans le cerveau. Science. 28 février 1958 ; 127(3296):471. doi: 10.1126/science.127.3296.471. PMID : 13529006.

[4] BERTLER A, ROSENGREN E. Présence et distribution de la dopamine dans le cerveau et d'autres tissus. Expérience. 15 janvier 1959 ;15(1):10-1. doi: 10.1007/BF02157069. PMID : 13619664.

[5] CARLSSON A. L'occurrence, la distribution et le rôle physiologique des catécholamines dans le système nerveux. Pharmacol Rev. 1959 juin;11(2, partie 2):490-3. PMID : 13667431.

[6] Ehringer H, Hornykiewicz O. Distribution de la noradrénaline et de la dopamine (3-hydroxytyramine) dans le cerveau humain et leur comportement dans les maladies du système extrapyramidal. Trouble lié au parkinsonisme Août 1998;4(2):53-7. est ce que je: 10.1016/s1353-8020(98)00012-1. PMID : 18591088.
L'article original allemand a été publié en 1960 : EHRINGER H, HORNYKIEWICZ O. [Distribution de la noradrénaline et de la dopamine (3-hydroxytyramine) dans le cerveau humain et leur comportement dans les maladies du système extrapyramidal]. Klin Wochenschr. 1960 15 déc.;38:1236-9. Allemand. doi: 10.1007/BF01485901. PMID : 13726012.

[7] Hornykiewicz O. Dopamine (3-hydroxytyramine) et fonction cérébrale. Pharmacol Rev. 1966 juin;18(2):925-64. PMID : 5328389.

[8] Zecca L, Pifl C, Fahn S, Sulzer D, Fariello RG. Oleh Hornykiewicz, un géant dans la compréhension et le traitement de la maladie de Parkinson. Maladie de Parkinson NPJ 4 janvier 2021 ;7(1):1. est ce que je: 10.1038/s41531-020-00149-4. PMID : 33397996 ; ID PMC : PMC7782676.

[9] Birkmayer W, Hornykiewicz O. L'effet de la l-3,4-dihydroxyphénylalanine (= DOPA) sur l'akinésie dans la maladie de Parkinson. 1961. Wien Klin Wochenschr. 15 novembre 2001 ; 113(22):851-4. Anglais, allemand. PMID : 11763859.

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