Neurobiologie des grandes fonctions et des comportements


Les programmes de recherche en neuropathologie nécessitent des connaissances approfondies du fonctionnement cérébral. Ces connaissances sont souvent obtenues après un grand nombre d’études réalisables sur des modèles expérimentaux pertinents, in vitro et in vivo chez l’animal. A Tours plusieurs équipes (UMR 7247 équipes 1, 2 et 3, U930 équipe 4) développent des approches originales chez les animaux domestiques et les rongeurs dans le domaine de la neuroendocrinologie et de la neurobiologie du comportement. Les études effectuées sur le système nerveux central des animaux domestiques n’ont pas d’équivalent en France, et les équipes qui les réalisent sont parmi les leaders en Europe.

La neuroendocrinologiea comme champ d’investigation les interactions entrele système nerveux et le système endocrinien qui conduisent l'organisme à s’adapter aux fluctuations du milieu intérieur et de l’environnement. Cette discipline s’intéresse également à la capacité du système nerveux à produire des hormones. Il s'agit donc d'une discipline majeure pour la compréhension des phénomènes biologiques. Les désordres neuroendocriniens entraînent des handicaps importants non seulement sur certaines fonctions comme la reproduction et la croissance ainsi que des pathologies lourdes et invalidantes telles que les maladies liées à l'obésité et aux perturbations métaboliques, mais aussi sur les fonctions cognitives.

A Nouzilly, plusieurs équipes de l'unité mixte (INRA/CNRS/ Université de Tours/Haras Nationaux) de recherche de la Physiologie et des Comportements (PRC), étudient la régulation neuroendocrinienne de la reproduction, des rythmes, de la prise alimentaire, des comportements sociaux et émotifs. L’accent est mis sur les mécanismes moléculaires des interactions neuronales et la plasticité des systèmes neuronaux comme la neurogenèse. Ces études sont essentiellement réalisées chez des ovins servant ainsi de modèles pour les espèces domestiques d'intérêt agronomique, mais aussi pour l'Homme. Cette unité est en train de s’équiper de toutes les installations nécessaires à l'étude du cerveau des animaux domestiques, notamment la tomographie par émission de positrons et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, ce qui lui conférera un potentiel unique en Europe.

Les études réalisées ont des retombées très importantes tant sur le plan de la production agronomique que de la santé humaine. Concernant la santé humaine, les chercheurs de l'unité PRC ont réussi à caractériser très précisément la façon dont le cerveau contrôle les cycles oestriens chez la brebis. Ils ont notamment montré l'importance de la gonadolibérine et de son mode de libération dans le déclenchement des cycles. Il faut souligner que ces résultats n'avaient pas pu être obtenus avec les modèles rongeurs classiquement utilisés, dont le cerveau est de trop petite taille pour permettre les prélèvements réalisés chez la brebis. Ces résultats ont été mis à profit par les médecins pour traiter les stérilités féminines d'origine centrale, en reproduisant le mode de sécrétion normal de ce neuropeptide à l'aide de micro-pompes. Un autre neuropeptide récemment découvert et suspecté de jouer un rôle prépondérant dans le contrôle de la reproduction humaine et animale, fait actuellement l’objet d’importantes investigations.

Concernant la reproduction animale, les études menées sur la neuroendocrinologie des rythmes ont permis de mieux comprendre comment les variations de durée de lumière du jour influencent la façon dont le cerveau contrôle la reproduction, notamment par la sécrétion d'une hormone, la mélatonine. Ces résultats ont été utilisés pour améliorer la maîtrise de la reproduction des ovins et des caprins et obtenir des naissances à différentes périodes de l'année (et non plus uniquement au printemps). Il y a là un intérêt évident pour l'éleveur de pouvoir maîtriser la reproduction de ses animaux afin de pouvoir adapter l'offre à la demande tout en supprimant l’utilisation de traitements hormonaux dans un objectif de développement de systèmes agricoles durables. Ces études sont particulièrement intéressantes pour la Région Centre où l’élevage tient une place importante. Ces exemples illustrent particulièrement bien la complémentarité entre recherche fondamentale et applications menées dans nos laboratoires.

La neurobiologie du comportement s’intéresse aux relations entre le fonctionnement du système nerveux central et le comportement d’un individu. Cette approche du comportement permet d’éclairer de façon originale les recherches sur le bien-être animal qui est abordée dans l’équipe « Comportement, neurobiologie et adaptation » de l’INRA de Nouzilly. En effet le bien-être animal est une préoccupation croissante de l’opinion publique et il est souvent remis en cause par les pratiques d’élevage intensif. S’intéresser au bien-être animal implique de considérer l’animal comme un être sensible pourvu d’un monde émotionnel et social. La connaissance des déterminants neurobiologiques des émotions et des comportements sociaux est donc déterminante dans ce débat. Ces études sont également abordées dans l’équipe « Troubles affectifs : des neurosciences fondamentales à la clinique » de l’U930. Ces travaux contribuent non seulement à l’évaluation du bien-être animal dans les pratiques d’élevage et à l’élaboration de normes européennes, mais ils servent également de modèles pour l’étude de l’anxiété et de la dépression en clinique humaine. Cet axe est à rapprocher avec l’équipe AVENIR-INSERM (D Belin Poitiers-projet LNEC) qui travaille sur la psychobiologie des troubles compulsifs avec des approches translationnelles allant de la paillasse au lit des malades (from bench to bed).