Du chant des oiseaux aux maladies neurodégénératives
27/01/14

"En 1981, commente Jacques Balthazart, Fernando Nottebohm a publié un papier intitulé "Un cerveau pour chaque saison", qui mettait en évidence cette extraordinaire plasticité cérébrale et les mécanismes sous-jacents. Il s'est rendu compte qu'il existait une neurogenèse sous-jacente à cette plasticité, ce qui allait à l'encontre d'un dogme fermement établi: jusqu'en 1980, on pensait généralement qu'il n'y avait pas de neurogenèse dans le cerveau adulte des vertébrés supérieurs, en tous cas. On pensait qu'on naissait avec un nombre de neurones donnés et que ce nombre allait en diminuant en fonction de l'âge et qu'il n'y avait jamais de possibilité de remplacement".

Par ailleurs, des études neurochimiques ont montré la présence de récepteurs aux androgènes (donc de récepteurs à la testostérone) dans ces noyaux HVC et RA. "Ce qui cassait aussi un mythe complet à l'époque parce que les récepteurs aux stéroïdes étaient supposés être exprimés presqu'exclusivement dans ce que l'on appelle le système limbique et l'hypothalamus. C'était aussi une espèce de révolution: on s'est dit ´C'est là qu'agit la testostérone pour contrôler le chant´. Mais en fait c'est beaucoup plus compliqué que cela, elle agit à des tas d'endroits".

L'aire préoptique agit sur la quantité de chants produits

Les nouveaux travaux, réalisés en collaboration par l'équipe de J. Balthazart (GIGA, Neurosciences, ULg) et celle de Gregory Ball (Department of Psychology and Brain Sciences, Johns Hopkins University, Baltimore), et qui viennent d'être publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (1), démontrent donc que la testostérone agit en différents endroits du cerveau pour contrôler le chant.

Leur expérience s'est faite sur 3 groupes de canaris (Serinus canaria), tous castrés: un groupe n'a pas reçu de traitement; le deuxième a reçu un implant sous-cutané de testostérone (de façon à exposer le corps entier à l'hormone stéroïdienne, y compris tous les noyaux du chant mais aussi l'aire préoptique); et enfin, le troisième a spécifiquement reçu de la testostérone dans l'aire préoptique.

Canary singing
Principal enseignement: la testostérone présente dans l'aire préoptique est tout à fait capable d'induire la production de chants, et ceci à des fréquences égales à celles observées quand l'hormone est dans la circulation générale. Conclusion? La motivation à chanter est contrôlée par l'aire préoptique et non pas par les noyaux de contrôle du chant (HVC et RA).

Jacques Balthazart et ses collègues ont aussi observé que la structure de ces chants n'était pas celle d'un chant complet émis par un canari adulte. En insérant de la testostérone dans l'aire préoptique, on stimule la motivation à chanter et la quantité de chants, mais la qualité n'est pas là. On parle ici de la stéréotypie des phrases, de l'énergie vocale, etc. En fait, le chant produit ressemble à celui d'un oiseau juvénile en train de pratiquer et d'apprendre. Par contre, les oiseaux qui avaient de la testostérone systémique, avaient un chant parfaitement normal, adulte et cristallisé.
Cela veut donc dire que la testostérone doit également agir ailleurs pour induire une structure de chant complexe. Une série de candidats sont envisageables dont le noyau HVC.

Autre point, le contexte dans lequel ces animaux chantaient n'était pas contrôlé comme cela se passe chez un animal normal. Ainsi, quand on a gardé les canaris en isolement, ils chantaient avec des fréquences très élevées, comme les oiseaux avec la testostérone systémique. Mais, à partir du moment où on leur a donné une femelle, ils n'ont plus fait de vocalisations en réponse à la présence de cette dernière. Le contexte social n'était donc pas contrôlé de façon optimale par l'implantation de testostérone dans l'aire préoptique.
En d'autres mots, la testostérone contrôle la motivation à chanter mais elle ne contrôle ni la structure du chant, ni le contexte social dans lequel le chant va apparaître.

(1) Beau A. Alward, Jacques Balthazart, and Gregory F. Ball, Differential effects of global versus local testosterone on singing behavior and its underlying neural substrate, PNAS Early Edition, Nov. 2013, www.pnas.org/cgi/ doi/10.1073/pnas.1311371110

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