Comprendre l'activité corticale dite de fond

L'activité électrique du cerveau dépend de signaux biochimiques émanant des neurotransmetteurs et des neuromodulateurs. Les neurotransmetteurs excitateurs peuvent provoquer un flux d'ions qui dépolarise les neurones (état d'éveil), ce qui peut générer un potentiel d'action, alors que les neurotransmetteurs inhibiteurs provoquent une hyperpolarisation (état de sommeil).

Le cortex cérébral génère une oscillation très lente entre ces deux états (moins d'une par seconde, soit 1 Hz), qui est indépendante des stimuli externes in vitro et in vivo. Les stimuli externes tels que les données sensorielles interviennent à la base de cette activité endogène. Grâce à une enveloppe européenne, les scientifiques ont lancé le projet INTRICA (Development and neuromodulation of intrinsic cortical activity) en vue d'étudier l'activité lors du développement, mais aussi évaluer la modulation et l'analyser dans le cadre du modèle animal de l'autisme.

Les scientifiques ont comparé les états d'éveil spontanés in vitro au cours des différentes étapes du développement et dans deux régions distinctes: le cortex somato-sensitif et le cortex moteur. L'activité évolue en fonction de l'âge et de la région. Elle s'étend au-delà du développement initial jusqu'aux premières étapes de l'âge adulte. Certaines périodes sont marquées par de profonds changements, et notamment une réorganisation massive des circuits, et des périodes de stabilité. Les transitions entre les différentes phases de développement sont notamment favorisées par les modifications au niveau des circuits inhibiteurs commandés par les récepteurs des principaux inhibiteurs tels que l'acide gamma-aminobutyrique (GABA-A et GABA-B).

D'autres études sur la modulation de l'état d'éveil chez les animaux génétiquement modifiés ont montré que cette activité était influencée par les récepteurs nicotiniques (acétylcholine) dont les affinités sont élevées ou faibles. De plus, l'inhibiteur GABA-B influence les effets du récepteur nicotinique de l'acétylcholine à haute affinité. Les chercheurs étudient actuellement les changements potentiels de l'activité endogène dans l'autisme puisqu'ils ont démontré une différence au niveau de l'activité cérébrale des adultes qui ont été la cible de crises au début de leur existence.

INTRICA propose un modèle in vitro pour le développement et la maturation des réseaux corticaux normaux et ouvre ainsi la voie à la découverte d'indicateurs des troubles qui se manifestent sous la forme de perturbations de l'équilibre entre les phases d'excitation et d'inhibition. Par ailleurs, les résultats ont révélé la modulation par les récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine à haute affinité par le biais des récepteurs GABA-B. Les oscillations endogènes sous-jacentes joueraient vraisemblablement un rôle stratégique dans le traitement de l'information. INTRICA a apporté de nouveaux éléments essentiels pour tenter de trouver comment et quand ces phénomènes se produisent.