Ce que la distance sociale fait à un cerveau

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Les niveaux d’expression du neuropeptide Pth2 dans le cerveau du poisson zèbre suivent la présence et la densité des autres dans l’environnement. Crédit: Max Planck Institute for Brain Research / J. Kuhl

Vous êtes-vous récemment demandé comment la distanciation sociale et l’auto-isolement peuvent affecter votre cerveau? Une équipe de recherche internationale dirigée par Erin Schuman de l’Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau a découvert une molécule cérébrale qui fonctionne comme un « thermomètre » pour la présence d’autres personnes dans l’environnement d’un animal. Le poisson zèbre « ressent » la présence des autres via la mécanosensation et les mouvements de l’eau – ce qui active l’hormone cérébrale.

Des conditions sociales variables peuvent entraîner des changements durables dans le comportement des animaux. L’isolement social, par exemple, peut avoir des effets dévastateurs sur les humains et d’autres animaux, y compris le poisson zèbre. Cependant, les systèmes cérébraux qui détectent l’environnement social ne sont pas bien compris. Pour savoir si les gènes neuronaux réagissent aux changements dramatiques de l’environnement social, un étudiant diplômé, Lukas Anneser, et ses collègues ont élevé le poisson zèbre seul ou avec leurs proches pendant différentes périodes de temps. Les scientifiques ont utilisé le séquençage de l’ARN pour mesurer les niveaux d’expression de milliers de gènes neuronaux.

Suivi de la densité sociale

«Nous avons trouvé un changement cohérent dans l’expression d’une poignée de gènes chez les poissons qui ont été élevés dans l’isolement social. L’un d’eux était l’hormone parathyroïdienne 2 (pth2), codant pour un peptide relativement inconnu dans le cerveau. Curieusement, l’expression de pth2 n’a pas seulement suivi la présence des autres, mais aussi leur densité. Étonnamment, lorsque le poisson zèbre était isolé, la pth2 disparaissait dans le cerveau, mais son niveau d’expression augmentait rapidement, comme une lecture du thermomètre, lorsque d’autres poissons étaient ajoutés à l’aquarium », explique Anneser.

Ravis de cette découverte, les scientifiques ont testé si les effets de l’isolement pouvaient être inversés en plaçant les poissons précédemment isolés dans un cadre social. «Après seulement 30 minutes de nage avec leurs parents, il y avait une récupération significative des niveaux de pth2. Après 12 heures avec des parents, les niveaux de pth2 étaient impossibles à distinguer de ceux observés chez les animaux élevés socialement», explique Anneser. « Cette régulation vraiment forte et rapide était inattendue et indiquait un lien très étroit entre l’expression des gènes et l’environnement. »

Alors, quelle modalité sensorielle les animaux utilisent-ils pour détecter les autres et entraîner des changements dans l’expression des gènes? «Il s’est avéré que la modalité sensorielle qui contrôle l’expression de pth2 n’était pas la vision, le goût ou l’odorat, mais plutôt la mécanosensation – ils« ressentaient »en fait les mouvements physiques des poissons voisins qui nageaient», explique Schuman.

Détecter les mouvements de l’eau

Les poissons perçoivent le mouvement («mécano-sens») dans leur voisinage immédiat via un organe sensoriel appelé ligne latérale. Pour tester le rôle de la mécanosensation dans la conduite de l’expression de pth2, l’équipe ablaté les cellules mécanosensibles dans la ligne latérale du poisson. Chez des animaux précédemment isolés, l’ablation des cellules de la lignée latérale a empêché le sauvetage de la neuro-hormone qui était habituellement induite par la présence d’autres poissons.

Tout comme nous, les humains, sommes sensibles au toucher, le poisson zèbre semble être spécifiquement adapté au mouvement de nage des autres poissons. Les scientifiques ont constaté des changements dans les niveaux de pth2 causés par des mouvements d’eau déclenchés par des congénères dans le réservoir. « Les larves de poisson zèbre nagent en petits combats. Nous avons imité cette stimulation de l’eau en programmant un moteur pour créer des mouvements artificiels de poissons. Curieusement, chez des poissons précédemment isolés, les mouvements artificiels ont sauvé les niveaux de pth2 tout comme les vrais poissons voisins », explique Anneser.

«Nos données indiquent un rôle surprenant pour un neuropeptide relativement inexploré, Pth2- il suit et répond à la densité de population de l’environnement social d’un animal. Il est clair que la présence d’autres personnes peut avoir des conséquences dramatiques sur l’accès d’un animal aux ressources et sa survie ultime. «Il est donc probable que cette neuro-hormone régulera les réseaux sociaux cérébraux et comportementaux», conclut Schuman.


Les expériences sociales ont un impact sur le poisson zèbre dès son plus jeune âge


Plus d’information:
Lukas Anneser et al, Le neuropeptide Pth2 détecte dynamiquement les autres par mécanosensation, La nature (2020). DOI: 10.1038 / s41586-020-2988-z

Fourni par Max Planck Society

Citation: What social distancing does to a brain (2020, 2 décembre) récupéré le 2 décembre 2020 sur https://medicalxpress.com/news/2020-12-social-distancing-brain.html

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