Dans une première, les chercheurs ont révélé la voie sensorielle complète qui permet à la peau de communiquer des températures à la cerveau. Il s’avère que les températures fraîches ont une voie individuelle dédiée – suggérant que le corps a différents circuits pour déchiffrer la chaleur et la fraîcheur.
Cette étude, publiée le 28 juillet dans la revue Communications de la natureest le premier à cartographier la voie pour détecter les températures plus froides, à partir de la peau et à se terminer dans le cerveau. L’équipe de recherche a tracé ce «schéma de câblage» chez la souris pour mieux comprendre à quel point les stimuli cool sur la peau se traduisent en informations auxquelles le cerveau peut digérer et réagir. Les mêmes circuits de température se trouvent également chez l’homme, selon les chercheurs.
« Cette recherche représente un changement important dans la façon dont nous comprenons la perception sensorielle », a déclaré le co-auteur de l’étude Bo Duanqui étudie la biologie moléculaire, cellulaire et développementale à l’Université du Michigan.
Auparavant, les neuroscientifiques pensaient que toutes les sensations de température, de glaciale à la calancière, ont voyagé sur la même voie générale au cerveau. Cette étude montre pour la première fois que différentes parties du spectre de température utilisent différents circuits pour alerter le cerveau.
« Cela affine non seulement notre compréhension, mais ouvre également la porte à des lignes de recherche entièrement nouvelles sur la façon dont notre système nerveux traite différents types d’informations sensorielles », a déclaré Duan à Live Science dans un e-mail.
« Un changement important »
Les chercheurs ont utilisé des techniques d’imagerie avancées, une surveillance électrique du cœur, des analyses comportementales et des données génétiques approfondies pour déterminer comment les souris transmettent la sensation des températures plus fraîches de leur peau à leur cerveau.
L’équipe a observé des capteurs spécifiques sur la peau qui sont réglés à des températures entre 59 et 77 degrés Fahrenheit (15 à 25 degrés Celsius), qui sont considérés comme cool. Ces capteurs excitent sensoriels neurones Lorsqu’ils sont engagés, et les neurones envoient ensuite des signaux à la moelle épinière. Là, les signaux sont amplifiés et transmis, activant finalement les neurones connectés au cerveau.
Ces capteurs spécifiques à la température sur la peau étaient déjà connus et, en partie, ont gagné les chercheurs le 2021 Prix Nobel de physiologie ou de médecine. Le fait que le signal frais soit amplifié dans la moelle épinière, cependant, est une nouvelle découverte.
Dans une expérience, les chercheurs ont désactivé les cellules responsables de cette amplification chez la souris – des interneurones spécialisés – et ont constaté que les rongeurs ne réagissaient plus à des températures fraîches. Ils ont également vu que ces interneurones ne répondaient qu’aux signaux frais, pas aux stimuli chauds ou froids.
Étapes suivantes
« En découvrant comment ces signaux sont traités dans le cerveau, notre recherche aide à construire les bases de la protection et de l’amélioration de cet aspect fondamental de la santé humaine », a déclaré Duan. Notamment, cette étude récente a été menée dans sourismais Duan a dit qu’il était convaincu que les conclusions s’appliquent également aux humains. Les recherches antérieures suggèrent que les gens portent le mêmes composants qui constituent la voie de détection fraîche.
Duan et le reste de l’équipe espèrent maintenant comprendre comment la voie nouvellement découverte interagit avec d’autres circuits sensoriels, comme ceux pour la douleur et les démangeaisons. Ils veulent également savoir comment les perturbations de ces systèmes pourraient contribuer aux sensibilités à la température.
« Pour répondre à ces questions, nous prévoyons d’utiliser des techniques d’imagerie avancées et des outils génétiques pour explorer cette voie plus en détail », a déclaré Duan à Live Science.
Ce type de travail peut être utile pour le soulagement de la douleur dans le contexte des procédures médicales. Certains patients atteints de cancer subissant une chimiothérapie, par exemple, allodynie froide – Une condition qui rend la fraîcheur même légère se sent douloureuse. « En comprenant le circuit spécifique pour une sensation fraîche, nous pouvons être en mesure de développer des thérapies qui ciblent cette voie pour réduire ces effets secondaires », a suggéré Duan.
L’étude de la souris n’est que la première étape de la cartographie de ces voies sensorielles clés. « Il y a encore de nombreux circuits sensoriels dans le cerveau que nous ne comprenons pas pleinement, et notre étude n’est qu’un exemple de la façon dont les cartographies peuvent conduire à de nouvelles découvertes passionnantes », a déclaré Duan.
