Avant que la mémoire ne s'estompe : des scientifiques découvrent un signe précoce potentiel de la maladie d'Alzheimer

Mais que se passe-t-il si la maladie commence à affecter le cerveau bien avant que les troubles de la mémoire ne deviennent perceptibles ? De nouvelles recherches menées par des scientifiques de Texas A&M Health suggèrent qu’un autre changement dans le fonctionnement du cerveau pourrait apparaître encore plus tôt : la difficulté à s’adapter lorsque les circonstances changent.

Dans une étude récente, les chercheurs ont découvert que des modèles animaux présentant des altérations cérébrales liées à la maladie d’Alzheimer développaient des problèmes de flexibilité cognitive plusieurs mois avant de montrer des signes de troubles de la mémoire. La flexibilité cognitive désigne la capacité du cerveau à ajuster son comportement, à apprendre de nouvelles règles et à s’adapter lorsque les situations changent.

« Nous avons constaté que cette fonction était altérée avant même que nous puissions détecter des déficits de la mémoire spatiale », a déclaré le neuroscientifique Jun Wang, PhD, professeur au Naresh K. Vashisht College of Medicine de l’université Texas A&M, au sein de Texas A&M Health.

Ces résultats suggèrent que la perte de mémoire n’est pas toujours le premier signe de la maladie d’Alzheimer. Ils indiquent plutôt qu’au moment où les troubles de la mémoire deviennent perceptibles, des modifications cérébrales liées à la maladie sont peut-être déjà en cours. Prêter attention aux changements précoces de la fonction exécutive — ces processus mentaux qui aident les individus à planifier, à s’adapter et à prendre des décisions — pourrait fournir des indices supplémentaires sur les tout premiers stades de la maladie.

Évaluer la capacité d’adaptation du cerveau

Pour étudier ces changements précoces, les chercheurs ont utilisé un modèle animal de la maladie d’Alzheimer largement étudié, connu sous le nom de 5xFAD. Ces modèles développent des plaques d’amyloïde-bêta, l’une des caractéristiques clés observées dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer.

L’équipe de recherche s’est attachée à mesurer la flexibilité cognitive à l’aide d’une méthode appelée « apprentissage par inversion ». Dans ce type de test, les modèles animaux apprennent d’abord qu’une action particulière mène à une récompense. Une fois cette association établie, les chercheurs modifient les règles et récompensent une action différente à la place.

Les modèles animaux en bonne santé se sont rapidement adaptés et ont appris la nouvelle règle. Les modèles 5xFAD ont eu du mal à s’adapter, continuant à suivre la règle initiale même après qu’elle ne menait plus à une récompense. Ce qui rend cette découverte particulièrement significative, c’est que, bien qu’ils aient eu du mal à s’adapter au changement, les modèles animaux ont tout de même obtenu des résultats normaux lors des tests de mémoire spatiale, c’est-à-dire la capacité à se souvenir de l’emplacement des objets et qui nous aide à nous orienter dans notre environnement.

Un circuit cérébral hyperactif

 Les chercheurs ont ensuite découvert une activité anormalement élevée dans le cortex préfrontal médian, la région impliquée dans la prise de décision, la flexibilité comportementale et les actions orientées vers un objectif. Cette hyperactivité s’étendait à travers un réseau reliant le cortex préfrontal et le striatum, deux régions cérébrales qui collaborent pour aider les individus à adapter leur comportement lorsque les circonstances changent.

L’équipe a également constaté une activité réduite au sein d’un groupe spécialisé de cellules cérébrales appelées interneurones cholinergiques. Ces cellules jouent un rôle important dans l’apprentissage et l’adaptation comportementale, et la diminution de leur activité correspondait étroitement aux déficits de flexibilité cognitive observés chez les modèles animaux.

Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que la maladie d’Alzheimer pourrait affecter les circuits neuronaux impliqués dans les fonctions exécutives et l’adaptabilité avant même de provoquer des troubles de la mémoire perceptibles.

Briser un cercle vicieux

Les scientifiques savent que la production de bêta-amyloïde augmente lorsque les neurones sont très actifs. Parallèlement, la bêta-amyloïde peut rendre les neurones encore plus excitables. Il en résulte un cercle vicieux potentiellement néfaste dans lequel l’activité cérébrale accrue favorise l’accumulation d’amyloïde, qui à son tour stimule encore davantage l’activité.

Wang décrit ce cercle vicieux comme un problème de « l’œuf et de la poule ». Afin de vérifier si briser ce cercle vicieux pouvait être bénéfique, les chercheurs ont utilisé une approche ciblée pour calmer cette voie cérébrale hyperactive. La méthode a fonctionné comme un « variateur de lumière » temporaire, permettant à l’équipe de réduire l’activité de certaines cellules cérébrales situées dans la partie antérieure du cerveau qui envoient des signaux au striatum, une région impliquée dans la flexibilité comportementale.

Cette intervention a amélioré la flexibilité cognitive, rétabli des schémas d’activité cérébrale plus normaux et réduit l’accumulation de bêta-amyloïde. Les bénéfices ont persisté après la fin du traitement, ce qui suggère des changements durables au sein des circuits neuronaux affectés.

Implications pour la recherche sur la maladie d’Alzheimer

Bien que l’étude ait été menée sur des modèles animaux et que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour déterminer si le même schéma se produit chez l’homme, ces résultats ouvrent une nouvelle voie prometteuse pour la recherche sur la maladie d’Alzheimer et les traitements futurs potentiels.

Plutôt que de se concentrer exclusivement sur la perte de mémoire, les scientifiques devraient peut-être accorder une attention particulière aux modifications précoces de la flexibilité cognitive et des fonctions exécutives, qui pourraient fournir des indices indiquant que des changements liés à la maladie d’Alzheimer sont déjà en cours. Ces résultats suggèrent également que l’activité cérébrale anormale pourrait être plus qu’une simple conséquence de la maladie. La réduction de l’activité dans le circuit cérébral hyperactif a amélioré la flexibilité cognitive et réduit l’accumulation de bêta-amyloïde, ce qui laisse penser que le fait de cibler ces réseaux neuronaux pourrait contribuer à ralentir la progression de la maladie.

Wang espère que, si de futures recherches confirment ces résultats, les tests de flexibilité cognitive pourraient potentiellement compléter les évaluations diagnostiques existantes. Cela pourrait aider à identifier les personnes aux stades précoces de la maladie, peut-être des années avant l’apparition de symptômes mnésiques plus évidents.

« La plupart des spécialistes s’accordent à dire qu’un diagnostic précoce est extrêmement important », a déclaré Wang. « La maladie d’Alzheimer est progressive. Les neurones continuent de se dégénérer au fil du temps. Si nous parvenons à identifier la maladie plus tôt, le traitement a alors beaucoup plus de chances d’être efficace. »