Traitement de la peur dans le cerveau - Fear processing in the brain
De nombreuses expériences ont été menées pour découvrir comment le cerveau interprète les stimuli et comment les animaux développent des réactions de peur. L'émotion, la peur , a été ancrée dans presque chaque individu, en raison de son rôle vital dans la survie de l'individu. Les chercheurs ont découvert que la peur est établie inconsciemment et que l' amygdale est impliquée dans le conditionnement de la peur .
En comprenant comment la peur se développe chez les individus, il peut être possible de traiter les troubles mentaux humains tels que l' anxiété , la phobie et le trouble de stress post - traumatique .
Voies neuronales de la peur
Dans le conditionnement de la peur, les principaux circuits impliqués sont les zones sensorielles qui traitent les stimuli conditionnés et non conditionnés, certaines régions de l'amygdale qui subissent une plasticité (ou potentialisation à long terme) lors de l'apprentissage, et les régions qui ont un effet sur l'expression. de réponses conditionnées spécifiques . Ces voies convergent dans l'amygdale latérale. La potentialisation à long terme (LTP) et la plasticité synaptique qui améliore la réponse des neurones de l'amygdale latérale au stimulus conditionné se produisent dans l'amygdale latérale. En conséquence, le stimulus conditionné est alors capable de passer de l'amygdale latérale au noyau central de l'amygdale. Les masses basales et intercalées de l'amygdale relient directement et indirectement l'amygdale latérale au noyau central de l'amygdale. Les voies du noyau central de l'amygdale aux zones en aval contrôlent alors le comportement défensif (gel) et les réponses autonomes et endocriniennes . Des études récentes impliquent également le cortex prélimbique dans l'expression de la peur, peut-être par le biais de ses connexions au noyau basal puis au noyau central de l'amygdale.
Base comportementale
Il a été observé que la peur peut contribuer à des changements de comportement. Une façon dont ce phénomène a été étudié est sur la base du modèle de stress répété réalisé par Camp RM et al. (entre autres). Dans cette étude particulière, il a été examiné que la contribution du conditionnement de la peur peut jouer un rôle énorme dans la modification du comportement d'un animal (rat Fischer) dans un paradigme de stress répété. Les changements de comportement communément appelés comportements de type dépressif ont résulté de ce modèle de test. Après avoir défini un contrôle et une conception expérimentale valide, des rats Fischer ont été exposés quotidiennement à différents facteurs de stress dans un environnement complexe. Après quatre jours d' exposition à des facteurs de stress , le comportement exploratoire et l'interaction sociale ont été testés au jour 5 dans le même environnement ou dans un nouvel environnement. Les rats ont montré beaucoup moins d'exploration et d'interaction sociale lorsqu'ils ont été testés dans différents contextes par rapport aux rats témoins. Pour établir davantage une corrélation avec la biochimie (comme mentionné ci-dessous), une perfusion chronique de propranolol (antagoniste des récepteurs bêta-adrénergiques) a empêché les changements de comportement à la suite d'une exposition répétée à des facteurs de stress, arrêtant ainsi la potentialisation à long terme. Certains changements physiologiques se sont également produits, notamment la diminution du gain de poids corporel et l'hypertrophie des surrénales observées chez les animaux exposés au stress. Dans l'ensemble, les réponses de peur conditionnées peuvent contribuer à des changements de comportement dans un paradigme de stress répété. Cela peut être étendu pour être également corrélé à d'autres animaux, mais avec des degrés de réponses variables.
Base moléculaire
Les mécanismes moléculaires qui ont été directement liés à l'expression comportementale du conditionnement sont plus faciles à étudier dans un cadre clinique par opposition aux mécanismes qui sous-tendent la potentialisation à long terme (LTP), dans lesquels la plasticité synaptique est induite par la stimulation électrique ou chimique des circuits amygdales latéraux . La LTP est importante pour le traitement de la peur car elle renforce les synapses dans les circuits neuronaux. Ces synapses renforcées permettent de développer la mémoire à long terme et la peur.
Plasticité synaptique hebbienne
L'entrée synaptique peut être renforcée lorsque l'activité dans le neurone présynaptique coexiste avec la dépolarisation dans le neurone postsynaptique . C'est ce qu'on appelle la plasticité synaptique hebbienne . Cette hypothèse est particulièrement intéressante pour expliquer comment un apprentissage associatif simple , tel que celui qui se déroule dans le conditionnement de la peur, pourrait se produire. Dans ce modèle de conditionnement de la peur, une forte dépolarisation de l'amygdale latérale provoquée par le stimulus conduit au renforcement des entrées de stimulus conditionnées temporellement et spatialement (qui sont coactives) sur les mêmes neurones. Il a été démontré que les données expérimentales soutiennent l'idée que la plasticité et la formation de mémoire de peur dans l'amygdale latérale sont déclenchées par une activation induite par un stimulus inconditionnel des neurones de la région. Ainsi, la dépolarisation provoquée par un stimulus inconditionnel est nécessaire pour l'amélioration des réponses neuronales provoquées par un stimulus conditionné dans cette région après un appariement conditionné-inconditionné et un appariement d'un stimulus conditionné avec une dépolarisation directe des neurones pyramidaux de l'amygdale latérale, car un stimulus inconditionné soutient le conditionnement de la peur. Il est également clair que la plasticité synaptique au niveau des voies d'entrée de stimulus conditionnées vers l'amygdale latérale se produit avec le conditionnement de la peur.
Récepteurs ionotropes du glutamate de type NMDA
On pense que la plasticité hebbienne implique les récepteurs N-méthyl-d-aspartate (NMDAR) et est située sur les neurones postsynaptiques de l'amygdale latérale. Les NMDAR sont connus pour être des détecteurs de coïncidence de l'activité présynaptique et de la dépolarisation postsynaptique. Les entrées auditives sont des NMDAR dans l'amygdale latérale et utilisent le glutamate comme émetteur. En outre, il a été testé que lorsque les neurones de la région qui recevaient des entrées auditives recevaient également des entrées de stimulus non conditionnées et des antagonistes NMDAR à large spectre dans l'amygdale latérale entraînaient une perturbation de l'acquisition de l'apprentissage de la peur. Par conséquent, ces récepteurs sont essentiels à la voie métabolique de traitement et de déclenchement de la perception de la peur.
Mécanismes neuromodulateurs dépendants des monoamines
On pense que les transmetteurs de monoamine tels que la noradrénaline et la dopamine qui sont libérés dans des situations émotionnelles fonctionnent dans la régulation de la transmission glutamatergique et de la plasticité Hebbian. La modulation de tous les différents types de plasticité est appelée plasticité hétérosynaptique. La plasticité homosynaptique est également répandue et consiste uniquement en la plasticité hebbienne. Dans une variété de systèmes modèles, il a été démontré que les monoamines modulent la plasticité sous-jacente à la formation de la mémoire, telle qu'une perception accrue de la peur. Les neuromodulateurs contribuent également au conditionnement de la peur. Les mécanismes hebbiens contribuent à la plasticité de l'amygdale latérale et à l'apprentissage de la peur. Outre les mécanismes de Hebbian, d'autres modulateurs incluent la sérotonine , l' acétylcholine , les endocannabinoïdes et divers peptides (tels que le peptide libérant de la gastrine , le NPY , les opiacés et l' ocytocine ), mais le rôle de ces composés n'est pas entièrement compris.
Norépinéphrine
La norépinéphrine est un acteur majeur dans la formation de la mémoire de la peur. Des études récentes ont démontré que le blocage des récepteurs -adrénergiques de la norépinéphrine (β-AR) dans le noyau latéral de l'amygdale interfère avec l'acquisition de l'apprentissage de la peur lorsqu'il reçoit des stimuli pré-entraînement, mais n'a aucun effet lorsqu'il est appliqué après l'entraînement ou avant la récupération de la mémoire . Contrairement aux effets du blocage des récepteurs β-AR sur d'autres formes d'apprentissage, cet effet est spécifique à la seule acquisition, par opposition au traitement post-entraînement ou à l'expression de la mémoire de la peur. L'activation des -AR dans l'amygdale latérale régule de manière synergique les processus de Hebbian pour déclencher la plasticité associative du neurone et l'apprentissage de la peur dans le noyau latéral de l'amygdale. Une théorie suggère que le mécanisme de l'implication des -AR dans l'acquisition de l'apprentissage de la peur est qu'ils agissent sur les interneurones GABAergiques pour supprimer l'inhibition de l'anticipation et améliorer la plasticité de Hebbian. Les -AR se trouvent sur les interneurones GABAergiques ainsi que dans les cellules pyramidales de l'amygdale latérale . Le processus d'activation des -AR commence par un couplage aux cascades de signalisation des protéines G , qui activent ensuite la protéine kinase A (PKA). Cette activation peut provoquer la phosphorylation des NMDAR ainsi que le site ser845 sur GluA1, ce qui pourrait faciliter l' insertion d' AMPAR au niveau de la synapse.
Dopamine
L' activation des récepteurs de la dopamine ( sous-types de récepteurs D1 et D2 ) dans l'amygdale contribue à l'acquisition du conditionnement de la peur. Les récepteurs D1 et D2 sont couplés à la protéine G et inhibent l' adénylate cyclase (couplée par Gi) et stimulent l'adénylate cyclase (couplée par Gs), respectivement. Tout comme les -AR, les récepteurs de la dopamine peuvent moduler directement les processus Hebbian en réduisant l' inhibition de l' anticipation . Ils peuvent également agir de manière parallèle avec les mécanismes Hebbian pour mettre en œuvre des synapses dans l'amygdale latérale et promouvoir la plasticité et l'apprentissage de la peur via leurs voies de signalisation respectives.
Neuromodulation médiée par les récepteurs métabotropes du glutamate au cours
La plasticité et l'apprentissage peuvent également être modulés par les récepteurs métabotropiques du glutamate (mGluR). Les protéines mGluRs remplissent probablement une fonction modulatrice et ne participent pas directement aux processus Hebbian. En effet, ces récepteurs ne contribuent pas à la dépolarisation lors des synapses. Ils ne sont pas non plus activés par les récepteurs qui participent aux processus Hebbian. Enfin, ils ne détectent pas l'activité neuronale pré- et post-synaptique. Cependant, l'activation des mGluR du groupe I dans l'amygdale latérale et le noyau basal améliore l'acquisition, la réduction et l'amplification du conditionnement de la peur en fournissant un afflux d'ions calcium.
Circuits de peur
Reconnaissance de la peur
Des études de recherche ont montré que les dommages à l'amygdale bilatérale affectent principalement la reconnaissance de la peur. Dans une étude spécifique menée par Andrew J. Calder et Andrew W. Young, ils ont demandé à des sujets de classer des images transformées d' expressions faciales allant du bonheur à la surprise, à la peur, à la tristesse, au dégoût et à la colère. Alors que les sujets témoins classaient ces images à l'expression la plus proche, les sujets qui avaient des dommages à l'amygdale bilatérale avaient des problèmes avec cette tâche, en particulier avec la reconnaissance des expressions faciales qui montrent la peur. Les sujets avec l'amygdale bilatérale endommagée n'avaient aucun problème à différencier le bonheur de la tristesse, mais ils ne pouvaient pas différencier l'expression de la colère de la peur.
Cependant, dans une expérience menée par Ralph Adolphs, il a élucidé le mécanisme de la reconnaissance de la peur altérée. Adolphs a découvert que son sujet principal , qui présentait une rare lésion bilatérale de l'amygdale, ne pouvait pas discerner les expressions de peur en raison de son incapacité à regarder la région des yeux du visage. Lorsque le sujet a reçu l'ordre de regarder directement la région des yeux des visages avec expression, le sujet pouvait reconnaître les expressions de peur des visages. Bien que l'amygdale joue un rôle important dans la reconnaissance de la peur, d'autres recherches montrent qu'il existe des voies alternatives capables de soutenir l'apprentissage de la peur en l'absence d'une amygdale fonctionnelle. Une étude de Kazama montre également que bien que l'amygdale puisse être endommagée, il est toujours possible pour les patients de faire la différence entre les signaux de sécurité et la peur.
Stimuli conditionnés
De nombreuses recherches ont été effectuées sur les stimuli conditionnés , où un stimulus neutre, tel qu'un éclair de lumière, est associé à un choc administré à un rat. Le résultat de ce stimulus conditionné est de provoquer la réponse inconditionnée, la peur. Le stimulus une fois neutre est donné à nouveau pour voir si le rat montrerait les réponses de peur. Cependant, comme les réponses de peur impliquent de nombreux comportements, il est important de voir quels comportements sont manifestés lorsque le stimulus conditionné est donné.
Stimuli visuels et auditifs
Initialement, les stimuli visuels sont d'abord reçus par le thalamus visuel et transmis à l'amygdale en cas de danger potentiel. Le thalamus visuel relaie également les informations au cortex visuel et est traité pour voir si les stimuli constituent une menace potentielle. Si c'est le cas, cette information est relayée à l'amygdale et la contraction musculaire, l'augmentation du rythme cardiaque et de la pression artérielle commence, activant ainsi la voie neuronale sympathique . Il a été démontré que la présentation d'un stimuli visuel neutre intensifie la perception de peur ou de suspense induite par un canal d'information différent, comme l'audition. D'après les recherches de Le Doux, il montre que les stimuli sonores ne sont pas directement relayés du thalamus auditif vers le noyau central .
la perception
La perception de la peur est provoquée par de nombreux stimuli différents et implique le processus décrit ci-dessus en termes biochimiques. Les corrélats neuronaux de l'interaction entre le langage et l'information visuelle ont été étudiés par Roel Willems et al . L'étude consistait à observer comment les informations visuelles et linguistiques interagissent dans la perception de l' émotion . Un phénomène commun à la théorie du film a été emprunté, selon lequel la présentation d'une scène visuelle neutre intensifie la perception de peur ou de suspense induite par un autre canal d'information, tel que le langage. Ce principe a été appliqué d'une manière dans laquelle la perception de la peur était présente et amplifiée en présence d'un stimuli visuel neutre. L'idée principale est que les stimuli visuels intensifient le contenu effrayant des stimuli (c'est-à-dire le langage) en impliquant et en concrétisant subtilement ce qui est décrit dans le contexte (c'est-à-dire la phrase). Les niveaux d'activation dans le pôle temporal antérieur droit ont été augmentés de manière sélective et sont censés servir de fonction de liaison des informations émotionnelles dans des domaines tels que les informations visuelles et linguistiques.
L'exposition à différents types d'émotions et de niveaux d' excitation semble également influencer la douleur à travers une interaction connue sous le nom d'interaction valence par excitation. Au cours de cette réaction, les émotions négatives ressenties par un individu avec de faibles niveaux d'excitation ont tendance à provoquer une douleur accrue, tandis que des émotions négatives à valence avec des niveaux d'excitation plus élevés ont été observées pour diminuer la perception de la douleur. De faibles niveaux d'excitation incluraient des émotions réactives telles que l'anxiété, tandis que des niveaux plus élevés d'excitation incluraient des émotions telles que la peur.