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Jul 21, 2023

L'intégrité des régions cérébrales dopaminergiques et noradrénergiques est associée à différents aspects des dernières années.

Nature Aging (2023)Citer cet article 1 Détails d'Altmetric Metrics Les changements dans la neuromodulation dopaminergique jouent un rôle clé dans le déclin de la mémoire chez l'adulte. Des recherches récentes ont également impliqué la noradrénaline dans

Vieillissement nature (2023)Citer cet article

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Les modifications de la neuromodulation dopaminergique jouent un rôle clé dans le déclin de la mémoire chez l'adulte. Des recherches récentes ont également impliqué la noradrénaline dans la formation de la mémoire de fin de vie. Cependant, il n’est pas clair si ces deux neuromodulateurs jouent des rôles distincts dans les changements cognitifs liés à l’âge. Ici, en combinant l'IRM longitudinale de la substance noire dopaminergique – aire tegmentale ventrale (SN-VTA) et du locus coeruleus noradrénergique (LC) chez les adultes plus jeunes (n = 69) et plus âgés (n = 251), nous avons constaté que l'intégrité dopaminergique et noradrénergique est différentiellement associé aux performances de la mémoire. Alors que l’intégrité LC était liée à une meilleure mémoire épisodique dans plusieurs tâches, l’intégrité SN-VTA était liée à la mémoire de travail. Longitudinalement, nous avons constaté que l’âge plus avancé était associé à des changements plus négatifs dans l’intégrité du SN-VTA et du LC. Notamment, les changements dans l’intégrité de la LC prédisaient de manière fiable la mémoire épisodique future. Ces associations différentielles de noyaux dopaminergiques et noradrénergiques avec un déclin cognitif en fin de vie ont une utilité clinique potentielle, compte tenu de leur dégénérescence dans plusieurs maladies liées à l'âge.

Notre mémoire s’estompe avec l’âge1. En moyenne, la vieillesse se caractérise par des capacités réduites à conserver et à manipuler des informations sur de courtes périodes (appelées mémoire de travail2,3) et à se souvenir des expériences passées dans leur contexte temporel et spatial (appelées mémoire épisodique1,4,5). Au niveau neuronal, les déclins sénescents de la mémoire ont été liés à la neuromodulation dopaminergique6,7 et, plus récemment, également à la neuromodulation noradrénergique8,9,10. La dégénérescence des systèmes catécholaminergiques (c'est-à-dire dopaminergique et noradrénergique) est également une caractéristique essentielle des pathologies liées à l'âge, telles que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson9,11,12,13,14,15, qui se caractérisent par des troubles amnésiques16,17. . Cependant, les recherches démêlant la contribution des deux neuromodulateurs à la mémoire humaine dans le vieillissement et la maladie sont rares.

Les neuromodulateurs sont des substances neurochimiques synthétisées dans des noyaux sous-corticaux circonscrits. Les projections axonales largement ramifiées de ces noyaux libèrent ces neuromodulateurs dans tout le cerveau18. Les neurones dopaminergiques sont basés principalement dans la substance noire du mésencéphale – aire tegmentale ventrale (SN-VTA) 19, tandis que les neurones noradrénergiques se trouvent principalement dans le locus coeruleus (LC) du tronc cérébral 20.

Plusieurs récits mécanistiques associent la neuromodulation dopaminergique et noradrénergique au vieillissement de la mémoire. Les modèles informatiques postulent que les catécholamines modulent la relation entrée-sortie des neurones (c'est-à-dire le changement de gain), ce qui augmente le rapport signal/bruit dans le traitement neuronal21 et influence la cognition22,23,24. La neurodégénérescence liée à l'âge des noyaux dopaminergiques et noradrénergiques entraîne ainsi un traitement de l'information neuronale plus bruyant (c'est-à-dire une réduction du gain)7. Plus précisément, on suppose que le déclin de la pulsion catécholaminergique avec l’âge conduit à des représentations corticales moins distinctives et à un déclin de la mémoire sénescente7,25.

Un deuxième mécanisme liant la neuromodulation dopaminergique et noradrénergique au vieillissement de la mémoire est leur modulation du traitement préfrontal26. Les circuits préfrontaux latéraux peuvent représenter des stimuli externes en l'absence de stimulation sensorielle, même face à des distractions, au moyen de cellules à retard de déclenchement persistant27. Les apports catécholaminergiques orchestrent une activité récurrente dans les circuits cellulaires à retardement, essentielle aux fonctions cognitives d'ordre supérieur, telles que la mémoire de travail28. Plus précisément, la stimulation des récepteurs dopaminergiques D1 et des récepteurs noradrénergiques α2a stimule l'activité de retard préfrontal avec une courbe dose-réponse en u inversée10. Les déficits de mémoire liés à l’âge, à leur tour, ont été associés à un délai réduit de déclenchement des cellules, qui pourrait être partiellement restauré par des médicaments catécholaminergiques29,30,31.

Enfin, la dopamine et la noradrénaline modulent la potentialisation à long terme et la dépression de l'hippocampe32,33,34,35,36, qui sont essentielles à la plasticité synaptique et à la mémoire. Les premiers récits proposaient un circuit aire tegmentale ventrale – hippocampe par lequel les entrées neuromodulatoires facilitent la consolidation des expériences saillantes 32,35. Il est intéressant de noter que des enquêtes plus récentes indiquent que, bien que le SN-VTA et le LC se projettent tous deux vers l'hippocampe dorsal, ce dernier envoie des entrées plus denses. Les neurones LC produisent également de la dopamine en tant que précurseur biosynthétique de la noradrénaline et peuvent co-libérer les deux catécholamines pour moduler la plasticité synaptique et la mémoire de l'hippocampe. L’âge avancé est caractérisé par une altération de la plasticité hippocampique41,42, probablement exacerbée par une innervation catécholaminergique déficiente du LC et du SN-VTA43.