L’inhibition de la détection des anomalies dans le cortex auditif par le psychédélique sérotoninergique DOI

Contexte de la recherche

Les psychédéliques (psychedelics) sont une classe de substances psychoactives capables de modifier de manière significative la perception, la cognition et l’humeur. Ces dernières années, ils ont repris de l’intérêt en raison de leur potentiel thérapeutique (par exemple, pour la dépression, l’anxiété, etc.). Bien que les effets visuels des psychédéliques aient été largement étudiés, leur impact sur le système auditif reste peu exploré. Des études antérieures ont montré que les psychédéliques peuvent entraîner des distorsions dans la perception du temps et des sons, mais les mécanismes neuronaux sous-jacents ne sont pas encore complètement élucidés. En particulier, la manière dont les psychédéliques modifient l’activité neuronale pour influencer la perception auditive reste un mystère.

Cette étude vise à explorer les effets de l’agoniste des récepteurs sérotoninergiques 2,5-diméthoxy-4-iodoamphétamine (DOI) sur l’activité des neurones du cortex auditif, en particulier son rôle dans la détection des anomalies (deviance detection). La détection des anomalies est un mécanisme clé du cerveau pour traiter les stimuli attendus et inattendus, reflétant l’équilibre entre les signaux neuronaux descendants (top-down) et ascendants (bottom-up). En étudiant l’impact du DOI sur les neurones du cortex auditif, les chercheurs espèrent révéler comment les psychédéliques provoquent des distorsions perceptives en modifiant l’activité neuronale.

Source de la recherche

Cette étude a été réalisée par Max Horrocks, Jennifer L. Mohn et Santiago Jaramillo, tous affiliés à l’Institut de neurosciences de l’Université de l’Oregon, aux États-Unis. L’article de recherche a été publié en 2025 dans la revue Journal of Neurophysiology, avec une première publication le 27 décembre 2024, et un DOI de 10.1152/jn.00411.2024.

Conception et méthodes de la recherche

L’étude a utilisé une approche expérimentale systématique pour évaluer les effets du DOI sur l’activité des neurones du cortex auditif de souris éveillées. La conception expérimentale comprend les étapes principales suivantes :

1. Préparation des animaux et de l’expérience

• Choix des animaux : L’étude a utilisé six souris adultes C57BL/6J, dont quatre pour les enregistrements électrophysiologiques et deux pour les tests de réponses de secousses de la tête.
  
• Stimulation sonore : Les expériences ont été menées dans une chambre insonorisée, utilisant des sons purs et des sons modulés en fréquence (FM) comme stimuli. Les sons étaient diffusés par des haut-parleurs, avec une gamme de fréquences de 2 kHz à 40 kHz.
  
• Enregistrement électrophysiologique : L’activité neuronale du cortex auditif a été enregistrée à l’aide de sondes Neuropixels. Les sondes ont été implantées dans le cortex auditif, couvrant plusieurs sous-régions.

2. Déroulement de l’expérience

• Groupes expérimentaux : Chaque souris a été soumise à trois phases : avant l’injection de solution saline, après l’injection de solution saline, et après l’injection de DOI. Chaque phase comprenait une stimulation sonore et un enregistrement de l’activité neuronale.
  
• Injection de substances : Le DOI a été injecté par voie sous-cutanée à une dose de 10 mg/kg, avec une injection de solution saline comme contrôle.
  
• Analyse des données : Le tri des pics neuronaux a été effectué avec le logiciel Kilosort, suivi d’une analyse des données en Python pour évaluer la sélectivité en fréquence, la variabilité des réponses et la capacité de détection des anomalies des neurones.

3. Points forts de la méthode

• Technologie des sondes Neuropixels : Cette technologie permet d’enregistrer simultanément l’activité électrique de plusieurs neurones, fournissant des données de haute précision.
  
• Évaluation de la détection des anomalies : La conception de séquences de stimuli standards et anormaux permet de quantifier les différences de réponses des neurones aux stimuli attendus et inattendus.
  

Résultats de la recherche

1. Effets du DOI sur l’activité neuronale

L’étude a révélé que le DOI réduisait significativement les taux de décharge spontanée et induite des neurones du cortex auditif. L’activité neuronale, qu’elle soit spontanée ou en réponse à des stimuli sonores, a diminué de manière notable après l’injection de DOI.

2. Augmentation de la variabilité des réponses

Le DOI a également augmenté la variabilité inter-essais (trial-to-trial variability) des neurones, indiquant une réduction de la cohérence des réponses. Cet effet était plus prononcé dans les états de mouvement.

3. Aucun changement significatif dans la sélectivité en fréquence

Bien que le DOI ait affecté l’activité globale des neurones, son impact sur la sélectivité en fréquence n’était pas cohérent. Les courbes de réglage en fréquence de la plupart des neurones n’ont pas montré de changements significatifs avant et après l’injection de DOI.

4. Réduction de la capacité de détection des anomalies

Le DOI a significativement diminué les différences de réponses des neurones aux stimuli anormaux et standards. Cette réduction était principalement due à une diminution des réponses aux stimuli anormaux plutôt qu’à une augmentation des réponses aux stimuli standards. Cela suggère que le DOI réduit la sensibilité du cortex auditif aux événements inattendus.

Conclusions de la recherche

Cette étude révèle que le psychédélique DOI réduit l’activité des neurones du cortex auditif et augmente la variabilité des réponses, affaiblissant ainsi la capacité de détection des anomalies. Cette découverte offre une nouvelle perspective sur la manière dont les psychédéliques provoquent des distorsions perceptives en modifiant le traitement des signaux neuronaux. Les résultats suggèrent que les psychédéliques pourraient perturber l’équilibre entre les signaux descendants et ascendants, affectant ainsi la sensibilité et la capacité de traitement du cerveau face à des événements inattendus.

Points forts et valeur de la recherche

• Valeur scientifique : Première évaluation systématique de l’effet du psychédélique DOI sur l’activité des neurones du cortex auditif, en particulier sur la détection des anomalies.
  
• Innovation méthodologique : Utilisation de la technologie des sondes Neuropixels pour un enregistrement et une analyse de haute précision de l’activité de plusieurs neurones.
  
• Valeur appliquée : Les résultats fournissent des indices importants pour comprendre les mécanismes d’action des psychédéliques et pourraient ouvrir de nouvelles pistes pour le traitement des troubles mentaux associés.
  

Autres informations utiles

Les chercheurs ont également surveillé le comportement des animaux (comme l’état de mouvement) pendant l’expérience et ont constaté que les effets du DOI sur l’activité neuronale n’étaient pas uniquement dus à des changements comportementaux. En outre, l’étude a validé l’effet de la dose de DOI, assurant la fiabilité des résultats expérimentaux.

Cette étude fournit des bases expérimentales essentielles pour explorer l’impact des psychédéliques sur la perception et l’activité neuronale, jetant les fondements pour de futures recherches dans ce domaine.