Qu'est-ce qui motive nos envies de manger et de boire ?
Une nouvelle recherche met en lumière la façon dont le cerveau interprète les besoins nutritionnels et d'hydratation et les transforme en action
Pour s'assurer que nous recevons les calories et l'hydratation dont nous avons besoin, le cerveau s'appuie sur un réseau complexe de cellules, de signaux et de voies qui nous indiquent quand manger, boire ou s'arrêter. Pourtant, la manière dont le cerveau déchiffre les besoins de l'organisme et les traduit en actions reste en grande partie inconnue. Des chercheurs de l'Institut Max Planck pour l'intelligence biologique, en collaboration avec l'université de Regensburg et l'université de Stanford, ont identifié des populations spécifiques de neurones dans l'amygdale - un centre émotionnel et motivationnel du cerveau - qui jouent un rôle clé dans ce processus. Ces neurones spécialisés de la "soif" et de la "faim" fonctionnent selon des circuits distincts, influençant la pulsion de manger ou de boire. L'étude, réalisée sur des souris, jette un nouvel éclairage sur le rôle de l'amygdale dans la régulation de nos besoins nutritionnels et pourrait permettre de mieux comprendre les troubles de l'alimentation et la dépendance.
Au cœur du centre émotionnel du cerveau
L'amygdale, une région du cerveau souvent liée aux émotions et à la prise de décision, joue également un rôle clé dans notre désir de manger et de boire. Des recherches antérieures menées par le groupe de Rüdiger Klein à l'Institut Max Planck pour l'intelligence biologique ont révélé que les neurones du noyau central de l'amygdale relient la nourriture aux sentiments - associant les repas savoureux aux émotions positives, associant les mauvais aliments à l'aversion et supprimant l'appétit lorsque la nausée s'installe. L'équipe a également démontré que la modification de l'activité de ces neurones peut altérer le comportement, incitant les souris à manger même lorsqu'elles sont rassasiées ou qu'elles ne se sentent pas bien.
S'appuyant sur ces résultats, la nouvelle recherche a détaillé des groupes distincts de neurones dans la même région centrale de l'amygdale qui répondent spécifiquement à la soif et d'autres qui répondent à la faim, guidés par un réseau complexe d'indices moléculaires.
L'un de ces groupes de neurones se consacre exclusivement à la régulation du désir de boire. Il s'agit du premier "neurone de la soif" identifié dans l'amygdale", explique Federica Fermani, qui a dirigé l'étude. "Lorsque nous activons ces neurones, les souris boivent davantage, et lorsque nous supprimons leur activité, les souris boivent moins. Nous avons également identifié un autre groupe de neurones dans la même région de l'amygdale qui alimente la soif mais joue également un rôle dans la régulation de la faim. Ces résultats montrent que certains neurones sont remarquablement spécialisés dans des comportements spécifiques, tandis que d'autres jouent un rôle plus général dans l'orientation des choix de nourriture et de boisson.
Pour étudier comment les neurones du noyau central de l'amygdale régulent la consommation d'alcool et de nourriture, les chercheurs ont utilisé des outils génétiques avancés pour étudier l'activité cérébrale des souris pendant la faim, la soif et lorsqu'elles étaient déjà rassasiées et hydratées. Une méthode, appelée optogénétique, a permis à l'équipe d'activer des neurones spécifiques à l'aide de protéines sensibles à la lumière et d'un laser réglé avec précision pour déclencher ces cellules. Elle a également utilisé des approches pour réduire les neurones au silence, en observant comment leur absence influençait la tendance des souris à manger ou à boire. En combinant ces approches avec de nouvelles méthodes permettant de surveiller des neurones individuels dans plusieurs régions du cerveau, les chercheurs ont cartographié l'endroit où ces neurones reçoivent des informations et ont identifié d'autres régions du cerveau avec lesquelles ils communiquent.
De nouvelles questions
La cartographie des voies utilisées par ces neurones pour communiquer avec d'autres régions cérébrales a révélé des connexions avec des zones impliquées dans le traitement des informations sensorielles relatives à la nourriture et à l'eau, telles que le complexe parabrachial. L'étude a également exploré la manière dont le cerveau équilibre d'autres facteurs, tels que le goût, pour façonner le comportement. Par exemple, en associant un goût de boisson moins apprécié à une stimulation ciblée des neurones de l'amygdale centrale, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient modifier les choix des souris, transformant un goût précédemment évité en un nouveau goût favori. La structure de l'amygdale étant similaire chez les souris et les humains, les chercheurs suggèrent que ces résultats pourraient améliorer notre compréhension de la manière dont les émotions et les motivations influencent nos propres habitudes alimentaires et de consommation.
"Des pulsions de base comme la soif et la faim nous permettent de manger et de boire au bon moment, apportant à notre corps l'hydratation et la nutrition nécessaires à notre survie", explique Rüdiger Klein, directeur de l'Institut Max Planck pour l'intelligence biologique. "Mais ces mêmes circuits neuronaux peuvent également contribuer à la suralimentation ou à la sous-alimentation, en fonction des signaux qu'ils rencontrent dans le cerveau. En découvrant ces processus, nous comprenons mieux comment le cerveau évalue émotionnellement la nourriture et la boisson, apprend à les associer au plaisir ou à l'aversion, et comment le développement neuronal façonne les comportements innés et acquis".
Ces travaux ouvrent la voie à de nouvelles questions : comment le cerveau équilibre-t-il l'appétit, la soif et les émotions ? Comment savons-nous que nous avons trop ou trop peu mangé ou bu ? Comment des besoins concurrents sont-ils gérés en même temps ?
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Federica Fermani, Simon Chang, Ylenia Mastrodicasa, Christian Peters, Louise Gaitanos, Pilar L. Alcala Morales, Charu Ramakrishnan, Karl Deisseroth, Rüdiger Klein; "Food and water intake are regulated by distinct central amygdala circuits revealed using intersectional genetics"; Nature Communications, Volume 16, 2025-3-29
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