La sensation de douleur et l’émotion négative qui y est attachée sont deux choses bien distinctes. Chez la souris, des chercheurs ont identifié les cellules responsables de ces émotions désagréables, ce qui pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements contre la douleur chronique.

La douleur a une dimension à la fois sensorielle et émotionnelle. Si vous vous coupez le doigt avec une feuille de papier, votre cerveau enregistrera deux informations : d’une part, que cette coupure fait mal, et d’autre part, que cette douleur est désagréable. Maintenant, regardons le circuit nerveux employé par ce message : des récepteurs sensoriels situés au niveau du doigt, les nocicepteurs, envoient des informations au cerveau en passant par la moelle épinière. Mais, quels sont les neurones qui vont associer des sentiments désagréables à la douleur perçue ?

Des chercheurs de l’université Stanford se sont intéressés à l’amygdale, une région du cerveau connue pour être associée aux émotions et à la peur. Dans l’amygdale, les scientifiques ont cherché des neurones qui étaient actifs lors de courtes stimulations douloureuses. Les cellules actives exprimaient le gène c-Fos. Grâce à l’imagerie cérébrale, ils ont trouvé un ensemble de cellules qui semblaient impliquées dans l’aversion à la douleur.

Pour mieux comprendre ce qui se passait, les chercheurs ont utilisé un « miniscope », un minuscule microscope de la taille d’un petit trombone. Le dispositif, collé à la tête d’une souris et positionné de façon à visualiser l’amygdale, enregistrait l’activité du cerveau. Pendant que la souris se promenait comme elle le voulait, le miniscope enregistrait le flux de calcium dans les neurones, ce qui donnait une indication de l’activité cellulaire.

Mark Schnitzer, dont l’équipe a créé le miniscope, a expliqué qu’« avec cette configuration, [ils ont] identifié un ensemble de neurones dans l’amygdale qui code de manière sélective des signaux liés aux aspects émotionnels d’une expérience douloureuse. » Ces neurones se trouvaient dans la région basolatérale de l’amygdale. Par exemple, si la souris touchait de l’eau chaude, elle l’évitait et le microscope enregistrait l’activité de ces neurones.

Cibler les neurones de l’amygdale pour soigner la douleur chronique

Pour savoir si ces neurones de la région basolatérale étaient vraiment responsables d’une émotion négative, les chercheurs ont nourri les souris avec de l’eau sucrée, une friandise qu’elles apprécient. Les neurones n’étaient pas activés. Mais les neurones étaient-ils vraiment associés à la douleur ou seulement à quelque chose de désagréable ? Les chercheurs ont testé des stimuli gênants mais non-douloureux, comme une mauvaise odeur ou de l’air envoyé à la figure. Ces stimuli gênants n’ont pas généré d’activité chez les neurones de l’amygdale.

Les chercheurs ont fait d’autres expériences en utilisant une piste divisée en trois secteurs : à gauche, les souris marchaient sur du froid, à droite sur du chaud, et au milieu, à une température moyenne. Les souris s’apercevaient qu’il valait mieux marcher au milieu où la température était tolérable. Dans un groupe de souris, les chercheurs ont inactivé les neurones de l’amygdale, responsables des émotions négatives associées à la douleur. Ces souris pouvaient marcher sur le chaud et le froid sans être gênées par la température. Pourtant, elles n’étaient pas privées de leurs sensations physiques mais, d’après Gregory Scherrer, « la douleur n’était plus désagréable pour elles. » Autre exemple : si on fait couler une goutte d’eau chaude sur la patte d’une souris dont les mêmes neurones ont été inactivés, elle retire sa patte, ce qui prouve qu’elle a ressenti le stimulus douloureux ; mais, ensuite, elle la remet sous l’eau chaude, ce que ne fait pas une souris normale.


Les patients qui prennent des opioïdes pour soulager la douleur déclarent qu’ils peuvent toujours ressentir la sensation de douleur mais disent que c’est moins gênant

Comme l’amygdale humaine a des fonctions similaires à celle de la souris, cette découverte pourrait s’appliquer à l’homme et permettre d’imaginer de nouveaux traitements contre la douleur chronique. En effet, ces patients souffrent parfois plus de l’aspect désagréable de la douleur que de la douleur en soi. Il faudrait donc calmer leur douleur émotionnelle car, comme l’explique Gregory Scherrer, « il n’existe vraiment aucun traitement efficace contre la douleur chronique chez l’Homme, et c’est un facteur important de l’épidémie d’opioïdes. » Et celui-ci d’ajouter : « Mais vous remarquerez que les patients qui prennent des opioïdes pour soulager la douleur déclarent qu’ils peuvent toujours ressentir la sensation de douleur mais disent que c’est moins gênant – les émotions de la douleur sont différentes. Notre grand espoir à l’avenir est que les cellules de l’ensemble basolatéral puissent constituer une tactique permettant de lutter contre la douleur sans causer de dépendance et donc, idéalement, de remplacer le traitement aux opioïdes. »

Ces travaux paraissent dans la revue Science.

Pour en savoir plus

Douleur : un nouveau circuit neuronal identifié

Article paru le 13 décembre 2018

D’après des chercheurs de Harvard, il existe deux circuits de la douleur : le premier permet une réaction immédiate, tandis que le second sert à gérer une douleur qui se prolonge. Ces résultats pourraient permettre d’améliorer les tests des médicaments antidouleur réalisés sur des animaux.

Si vous touchez une plaque chaude, vous avez le réflexe immédiat de retirer votre main. Un peu plus tard, si vous vous êtes brûlé, vous cherchez à apaiser la douleur, en soufflant dessus par exemple. Cette nouvelle étude parue dans Nature s’est intéressée au circuit nerveux impliqué dans cette seconde phase de gestion de la douleur.

Comme expliqué dans Sciencemag, l’équipe de Qiufu Ma avait déjà proposé qu’il existe deux sortes de neurones sensoriels de la douleur, ou neurones nociceptifs : les premiers sont reliés aux couches superficielles de la peau, et les seconds à des couches plus profondes, mais aussi aux os, articulations et muscles. Le premier groupe de neurones participe à la réponse immédiate à la douleur et le second intervient dans les douleurs persistantes, plus profondes.

Une voie neuronale impliquée dans la deuxième phase de la douleur

Les chercheurs ont créé des souris qui n’avaient pas un certain type de neurones excitateurs de la moelle épinière ; habituellement, ces neurones expriment le gène TAC1. Ces souris modifiées avaient toujours les réflexes qui leur permettaient de retirer leur patte en cas de douleur. Mais, en cas de brûlure ou de blessure, elles ne léchaient pas leur patte endolorie ou ne soignaient pas leurs plaies. Les neurones qui expriment TAC1 doivent donc servir à gérer cette douleur à long terme. Les chercheurs ont aussi trouvé des neurones nociceptifs de la peau, appelés TRPV1, qui envoient des messages aux neurones TAC1 de la moelle épinière ; ce message arrive ensuite dans des noyaux du thalamus, une région sensorielle située à la base du cerveau.

Ces résultats pourraient avoir des applications dans les tests des médicaments antidouleur car souvent ces expériences évaluent le réflexe de retrait de la patte de l’animal face à la douleur : ils ne tiendraient donc pas compte de la voie TAC1. Pour Qiufu Ma, il faudrait aussi tester la façon dont l’animal gère sa douleur plus tard. Ceci pourrait expliquer que des médicaments qui semblent efficaces chez la souris ne le sont pas chez l’homme.

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