Comment notre cerveau trace-t-il la frontière entre plaisir et douleur ?

Chercher le plaisir et éviter la douleur, voilà l’ambition et l’aspiration des êtres vivants dont les choix sont influencés par rapport à ces deux sensations. Les motivations comportementales des êtres censés sont intrinsèquement dessinées par la quête du plaisir et la fuite de la douleur. Mais la frontière entre ces deux sensations radicalement opposées et pourtant fondamentalement similaires est souvent très fine. Dans un effort de poursuite de l’un pour s’émanciper de l’autre, il est nécessaire de savoir parfaitement les identifier et les différencier. Ainsi, comment le cerveau parvient-il à les distinguer pour nous permettre de prendre des décisions ? Des chercheurs de l’Université de Colombie Britannique ont exploré le circuit cérébral de la motivation des souris et ont découvert que les signaux échangés à travers ce circuit provenaient de multiples classes de neurones. Les résultats ont été publiés le 31 décembre 2019 dans la revue Neuron.

Une expérience qui stimule les circuits de la récompense et de la punition chez les souris

Les scientifiques ont entraîné des souris à associer certains sons à l’accès a de l’eau - le plaisir - et d’autres sons à un souffle d’air désagréable - la douleur. Plus tard, à l’écoute de ces signaux sonores, les souris réagissaient en anticipant la récompense ou la punition qui les attendaient. En effet, soit elles cherchaient activement l’eau promise par le son entendu, soit elles tentaient d’échapper au souffle d’air dont elles avaient été prévenues de l’arrivée. Lorsque les deux stimuli étaient combinés, appelant simultanément au plaisir et à la douleur, les animaux assoiffés étaient plus disposés à risquer une bouffée d'air pour obtenir une gorgée d'eau que les animaux qui venaient d'étancher leur soif. Les souris évaluaient donc le risque en fonction de la récompense avant d’agir. Ce comportement a permis aux chercheurs de surveiller l’activité des neurones dans une région bien spécifique du cerveau : le pallidum ventral.

Le pallidum ventral est parcouru par plusieurs classes de neurones

Différentes classes de neurones contrôlent la motivation positive et négative, la quête du plaisir et la fuite de la douleur, envoyant des signaux opposés le long d'un circuit cérébral, situé dans le pallidum ventral. L'équilibre entre ces deux groupes de cellules peut déterminer le comportement d’une personne qui va rechercher des expériences agréables ou éviter les expériences désagréables.

Les scientifiques ont découvert deux signaux différents transportés par deux types de neurones qui parcourent le circuit de la motivation du pallidum ventral. Des signaux inhibiteurs sont responsables d’un comportement de recherche d’une récompense et de plaisir, et des signaux excitateurs provoquent la fuite des souris qui évitent la punition. En analysant l’activité des neurones, les canadiens ont remarqué que le neurorécepteur GABA qui atténue la fréquence des signaux électriques, était particulièrement présent dans les "neurones du plaisir" lorsque les souris étaient exposées à la récompense. Un autre neurorécepteur, le glutamate, qui participe à l'excitation du circuit cérébral, interagissait avec les "neurones de la douleur" lorsque les souris faisaient face à la punition. Dans des situations plus complexes, où les animaux avaient la possibilité d'être à la fois punis et récompensés, les deux ensembles de neurones réagissaient. Déplacer artificiellement l'équilibre de l'activité dans le pallidum ventral en manipulant une classe de neurones ou l'autre pouvait modifier le comportement des animaux.

"Cet équilibre entre les signaux qui inhibent ou excitent les neurones dans le pallidum ventral semble essentiel pour contrôler la motivation d’un animal", explique dans un communiqué le professeur Bo Li qui a dirigé l’étude. "Les changements de comportement chez les personnes souffrant de dépression ou d'anxiété causée par le stress peuvent être causés par des modifications de ce circuit", ajoute-t-il. En effet, les personnes souffrant de dépression peuvent cesser de faire des choses qui leur donnaient auparavant du plaisir, tandis que les personnes atteintes de troubles de l’anxiété peuvent avoir plus de mal à éviter les menaces potentielles. Grâce à ces nouvelles découvertes, cette équipe de recherche dispose de pistes importantes sur la façon d'étudier plus en profondeur les causes et les symptômes de ces troubles.