Décisions, décisions…

Printemps 2016

Qu’est-ce qui nous incite à commander un hamburger et des frites plutôt qu’une salade? Pourquoi certaines personnes sont-elles plus susceptibles de présenter une toxicomanie ou de faire preuve de violence physique? Des chercheurs de McGill étudient les processus neurobiologiques qui interviennent dans le comportement humain et la prise de décisions afin de répondre à ces questions.

Par Maria Turner

brain graphicOn vous offre une part de gâteau au chocolat ou un bol de glace à la vanille. Que choisirez-vous? Ce qui semble une décision facile fait intervenir une série de processus internes qui se produisent dans différentes régions du cerveau. C’est ce que la neurologue Lesley Fellows appelle une « évaluation des valeurs internes ». Cette évaluation tient compte de divers facteurs (votre faible pour le chocolat ou votre intolérance au lactose,

par exemple) afin d’accorder une valeur à chacune des options qui vous est proposée, vous permettant ainsi de faire votre choix.

Ce processus d’évaluation est différent pour chacun et peut varier chez une même personne en fonction des circonstances. « Si je vous offre du gâteau et de la glace au petit-déjeuner, vous ne me donnerez probablement pas la même réponse que si je vous les offre au dîner », explique la Dre Fellows.

En plus d’être modulable, l’évaluation des valeurs peut se révéler très efficace. « Si nous arrivons à mieux comprendre ce qui motive ces décisions, nous pourrons aider les gens à faire des choix plus judicieux, affirme Lesley Fellows. Par exemple, nous pourrions aider les personnes obèses à éviter les aliments mauvais pour leur santé. »

Les résultats d’une étude réalisée en 2015 par Lesley Fellows (photo) et le doctorant Avinash Vaidya ont démontré que le cortex dorsomédial préfrontal – une région du cerveau peu étudiée jusqu’ici dans le domaine des neurosciences de la prise de décisions – pourrait jouer un rôle déterminant dans le processus du choix. Dans le cadre de cette étude, les participants ont été invités à regarder des œuvres d’art, puis on leur a demandé de désigner celle qu’ils aimaient le plus. Les sujets présentant des lésions du cortex dorsomédial préfrontal choisissaient généralement l’œuvre qu’ils avaient à portée de la main, tandis que les autres choisissaient l’objet qu’ils avaient regardé le plus longtemps. Photo : Christinne Muschi

Les résultats d’une étude réalisée en 2015 par Lesley Fellows (photo) et le doctorant Avinash Vaidya ont démontré que le cortex dorsomédial préfrontal – une région du cerveau peu étudiée jusqu’ici dans le domaine des neurosciences de la prise de décisions – pourrait jouer un rôle déterminant dans le processus du choix. Dans le cadre de cette étude, les participants ont été invités à regarder des œuvres d’art, puis on leur a demandé de désigner celle qu’ils aimaient le plus. Les sujets présentant des lésions du cortex dorsomédial préfrontal choisissaient généralement l’œuvre qu’ils avaient à portée de la main, tandis que les autres choisissaient l’objet qu’ils avaient regardé le plus longtemps. Photo : Christinne Muschi

C’est exactement ce que s’efforce de faire cette scientifique, professeure au Département de neurologie et de neurochirurgie et à l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal, en collaboration avec ses collègues et ses étudiants du Laboratoire de décisions à l’Université McGill : cerner les processus cérébraux qui, ensemble, régissent les comportements complexes.

Pour ce faire, la neurologue et son équipe de chercheurs réalisent des études chez les personnes présentant des lésions cérébrales focales (lésions qui se limitent à une région du cerveau) et mettent au point des tests visant spécifiquement les différents aspects du processus de prise de décisions. En comparant les résultats obtenus chez les personnes atteintes de lésions dans une région précise du cortex préfrontal réputée pour intervenir dans les choix fondés sur les valeurs et les résultats obtenus chez des témoins en santé, les chercheurs peuvent déterminer si les lésions ont une incidence sur les comportements. Ils peuvent ensuite confirmer ou infirmer l’hypothèse selon laquelle cette région du cerveau joue un rôle déterminant dans le comportement étudié.

Dopamine et désir

Les résultats d’une étude réalisée récemment par Marco Leyton, où les participants ont été soumis à des tomographies cérébrales par émission de positons, permettent de croire que les personnes vulnérables à l’alcoolisme pourraient présenter une réponse dopaminergique beaucoup plus marquée au niveau cérébral lorsqu’elles consomment de l’alcool. Cette découverte constitue une étape importante vers la mise au point de traitements contre l’alcoolisme et la prévention de cette maladie, affirme le chercheur. Photo : Christinne Muschi

Les résultats d’une étude réalisée récemment par Marco Leyton, où les participants ont été soumis à des tomographies cérébrales par émission de positons, permettent de croire que les personnes vulnérables à l’alcoolisme pourraient présenter une réponse dopaminergique beaucoup plus marquée au niveau cérébral lorsqu’elles consomment de l’alcool. Cette découverte constitue une étape importante vers la mise au point de traitements contre l’alcoolisme et la prévention de cette maladie, affirme le chercheur. Photo : Christinne Muschi

Lesley Fellows compte parmi les nombreux chercheurs de McGill dont les travaux permettent de mieux comprendre les mécanismes régissant le comportement humain.

Marco Leyton, professeur au Département de psychiatrie, étudie la dopamine – un neurotransmetteur connu depuis longtemps pour son rôle essentiel dans le circuit de la récompense dans le cerveau – depuis 20 ans.

À l’origine, on croyait que l’expérience du plaisir était régie par la dopamine, affirme le professeur Leyton, mais plus maintenant. « Lorsque nous avons abaissé les taux de dopamine chez certains sujets, nous avons remarqué une diminution de leur désir de rechercher une récompense, mais une fois qu’ils avaient obtenu cette dernière, le plaisir qu’ils en tiraient était aussi grand qu’avant », explique le chercheur. Une meilleure façon d’expliquer le rôle de la dopamine, selon lui, serait d’affirmer qu’elle participe à la « neurobiologie du désir ».

« Nous avons besoin d’un tel système, ajoute-t-il. Les désirs sains renforcent notre motivation à chercher de la nourriture, un logement, un partenaire sexuel – qui sont toutes des choses dont nous avons besoin pour survivre. »

Une nouvelle façon de comprendre la dépendance

Or, les drogues génératrices de dépendance ciblent également ce système, « déclenchant de faux signaux motivationnels, modifiant nos décisions et, chez certains, entraînant de graves problèmes », affirme le professeur Leyton. Ce dernier a notamment étudié les réponses dopaminergiques induites par l’utilisation de ces substances à l’aide de techniques d’imagerie comme la tomographie par

émission de positons (TEP).

Non seulement les drogues génératices de dépendance activent le système dopaminergique, précise-t-il, mais, au fil du temps, elles modifient également les réactions du cerveau. Ce phénomène pourrait expliquer en partie la sensibilité accrue à ces substances, mais il y a plus. « Nous disposons maintenant de données probantes indiquant que les personnes vulnérables à la dépendance présentent des réponses dopaminergiques différentes avant même de souffrir de dépendance », explique-t-il.

De concert avec des collègues de l’Université de Montréal, le professeur Leyton cherche à comprendre les mécanismes à l’origine de cette vulnérabilité à la dépendance. Ils ont recruté des milliers d’enfants dès leur naissance, qui ont par la suite participé chaque année à des entrevues et à des examens par imagerie cérébrale. Ces enfants viennent maintenant d’avoir 18 ans, précise le professeur Leyton, et certains d’entre eux commencent déjà à afficher des comportements dangereux. Les résultats des explorations cérébrales permettront aux chercheurs de comparer les structures cérébrales des sujets qui adoptent de tels comportements et celles des sujets ayant des comportements plus sains.

Il y a plusieurs années, Alain Dagher a démontré que la ghréline, une hormone sécrétée par l’estomac et qui participe au processus à l’origine de la sensation de faim, agit également sur des régions du cerveau associées au plaisir et à la gratification, les mêmes régions intervenant dans les comportements de dépendance. Le chercheur a récemment eu recours à la neuro-imagerie afin de prouver l’importance des lobes cérébraux frontaux dans la maîtrise de soi nécessaire pour résister à l’envie de consommer des cigarettes, des drogues et d’autres stimulants. Photo : Christinne Muschi

Il y a plusieurs années, Alain Dagher a démontré que la ghréline, une hormone sécrétée par l’estomac et qui participe au processus à l’origine de la sensation de faim, agit également sur des régions du cerveau associées au plaisir et à la gratification, les mêmes régions intervenant dans les comportements de dépendance. Le chercheur a récemment eu recours à la neuro-imagerie afin de prouver l’importance des lobes cérébraux frontaux dans la maîtrise de soi nécessaire pour résister à l’envie de consommer des cigarettes, des drogues et d’autres stimulants. Photo : Christinne Muschi

Le neurologue Alain Dagher, professeur au Département de neurologie et de neurochirurgie et au Département de psychologie de McGill, ainsi qu’à l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal, cherche lui aussi à déterminer quels mécanismes cérébraux rendent certaines personnes plus vulnérables aux troubles de l’autocontrôle, et s’il est possible d’« évaluer » ceux-ci avant l’adoption de comportements dangereux.

Chez les personnes qui présentent des troubles de l’autocontrôle, les signaux provenant du cortex préfrontal sont inefficaces, affirme le professeur Dagher, ce qui pourrait expliquer leur vulnérabilité à la toxicomanie, au jeu ou à la consommation excessive de nourriture.

« Ce n’est que tout récemment que les experts ont commencé à envisager la toxicomanie comme un trouble touchant le processus de prise de décisions, explique-t-il. Or, du point de vue des options thérapeutiques, il pourrait se révéler utile d’envisager le problème sous un tel angle. Plus nous en saurons sur les mécanismes sous-jacents de l’anomalie, plus nous pourrons trouver de façons de la prendre en charge. Une approche permettant d’ »activer » le processus d’autocontrôle dans le cerveau pourrait notamment se révéler intéressante. »

Il est extrêmement important que nous comprenions mieux les causes de la dépendance, ajoute le professeur Leyton. « Lorsque les gens éprouvent un problème de santé, l’une des questions fondamentales qu’ils se posent est la suivante : qu’est-ce qui m’arrive? La recherche permet de croire qu’il existe, dès la naissance, des différences individuelles dans la façon dont le cerveau réagit aux médicaments. »

Examiner chaque neurone

Bien que l’étude des mécanismes cérébraux intervenant dans le processus de prise de décisions chez l’homme ne date que d’une quinzaine d’années environ, les chercheurs disposent d’un important corpus de données recueillies chez l’animal, affirme la professeure Fellows. « Nous avons ainsi pu réaliser de réels progrès au cours de la dernière décennie. Nous savons maintenant quelles sont les régions du cerveau mobilisées dans les processus de récompense et d’apprentissage, ainsi que dans l’établissement de valeurs. »

Jonathan Britt et ses collègues ont récemment découvert qu’une voie importante intervenant dans le renforcement du comportement s’amorce par la stimulation des neurones à glutamate ‒et non des neurones sérotoninergiques ‒, dans le noyau de raphé dorsal, région du cerveau où se trouvent de nombreux neurones sérotoninergiques. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives en matière de recherche sur le rôle de cette voie dans certains états pathologiques, comme la dépendance. Photo : Christinne Muschi

Jonathan Britt et ses collègues ont récemment découvert qu’une voie importante intervenant dans le renforcement du comportement s’amorce par la stimulation des neurones à glutamate ‒et non des neurones sérotoninergiques ‒, dans le noyau de raphé dorsal, région du cerveau où se trouvent de nombreux neurones sérotoninergiques. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives en matière de recherche sur le rôle de cette voie dans certains états pathologiques, comme la dépendance. Photo : Christinne Muschi

Jonathan Britt, professeur adjoint de neurosciences comportementales au Département de psychologie, souhaite trouver des réponses encore plus précises. Il a recours a une technique appelée « optogénétique » pour explorer le cerveau de rongeurs afin d’étudier les circuits neuronaux intervenant dans les comportements associés à la récompense, à l’apprentissage et à la dépendance.

Nouveau domaine de recherche, l’optogénétique consiste à injecter l’ADN d’une protéine sensible à la lumière dans le cerveau d’un sujet. Seuls certains neurones, comme les neurones qui expriment la dopamine, peuvent ensuite produire cette protéine, ce qui permet aux chercheurs de stimuler ces neurones, et uniquement ceux-ci, au moyen de la lumière.

« Mes travaux sont actuellement axés sur une structure du cerveau antérieur, le noyau accumbens, qui intègre l’information provenant de toutes les régions du cerveau, précise le professeur Britt. Cette structure cérébrale se prête particulièrement bien à l’optogénétique, car elle nous permet d’étudier chacune des afférences du noyau accumbens afin de déterminer à quel endroit du cerveau sont traitées différentes catégories d’information dont, notamment, les signaux de la faim. »

On ne peut toutefois recourir à l’optogénétique chez les humains pour l’instant, car « il est difficile pour les chercheurs d’introduire de l’ADN chez des sujets humains vivants de façon à ce qu’il soit absorbé et fonctionnel », explique le professeur Britt, mais il est possible d’utiliser les résultats obtenus chez les rongeurs pour circonscrire les circuits potentiels chez les humains.

Jonathan Britt espère que ces études auront éventuellement une incidence sur le plan clinique. « Si nous pouvons comprendre les perturbations qui surviennent dans les circuits intervenant dans la dépression, la schizophrénie ou les troubles de la pensée, nous pourrons axer nos recherches sur des médicaments ou des manipulations susceptibles de modifier l’activité neuronale », explique-t-il.

Les travaux mentionnés dans cet article sont financés par l’Alzheimer’s Association, la Fondation canadienne pour l’innovation, les Instituts de recherche en santé du Canada, la Fondation Michael J. Fox, les National Institutes of Health, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et la Fondation Weston.


Les neuroscientifiques ne sont pas les seuls chercheurs de McGill à explorer le comportement humain; nos spécialistes des sciences sociales s’intéressent également à ce domaine d’études. Nous vous invitons à consulter l’article sur les travaux réalisés par Valérie‑Anne Mahéo, doctorante en sciences politiques, sur les façons d’accroître la motivation à voter.

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