Comportement paternel et défense du territoire: le fil ne tient qu'à certains neurones olfactifs !
Publié par Isabelle le 07/03/2019 à 14:00
Source: INRA

Souris grise de laboratoire © INRA NICOLAS Bertrand
Comment le cerveau analyse-t-il les informations olfactives qui lui parviennent et permet-il à l'animal d'adapter son comportement social ? Des chercheurs de l'Inra, du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Tours ont étudié chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de...) le comportement d'agression de mâles, d'abord entre eux (agression territoriale) puis vis-à-vis des nouveau-nés dont ils ne sont pas les pères. Ils ont mis en évidence le rôle clé d'un groupe de neurones situés dans un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est...) olfactif dédié à la détection des signaux chimiques. Ils montrent également une réponse différentielle et des réseaux de neurones distincts impliqués dans ces différentes formes de comportements d'agression. Ces résultats ouvrent la voie à l'identification des voies neurobiologiques impliquées. Ils viennent d'être publiés dans la revue scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) PNAS.

Chez de nombreuses espèces, les comportements sociaux tels que la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude Passeron paru en 1970 aux...) ou l'agression sont médiés par des signaux chimiques, notamment les phéromones. Chez les souris, ces informations olfactives sont détectées au niveau de l'organe voméronasal, un groupe de neurones sensoriels situés au niveau du nez (Le nez (du latin nasus) est chez l'homme la saillie médiane du visage située au-dessus de la lèvre supérieure et qui, en le surplombant, recouvre l'orifice des fosses nasales, qui constituent le...) de l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On réserve...). Chez cette espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il...), environ 400 gènes codent pour des récepteurs chimiosensoriels au niveau de cet organe voméronasal. Or, les propriétés fonctionnelles de ces récepteurs et la manière dont les neurones sensoriels convertissent l'information restent encore peu connues.

Pour décrypter les circuits neuronaux des comportements d'agression chez des souris, des chercheurs de l'Inra, du CNRS et de l'université de Tours, en collaboration avec des scientifiques allemands et argentins, se sont intéressés aux comportements et à l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) neuronale de souris portant une mutation au niveau d'une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de...) (Gαi2) liée à certains récepteurs olfactifs exprimés dans un groupe de neurones de l'organe voméronasal.

Ils ont étudié deux types de comportements chez ces souris mâles: l'agression territoriale entre mâles et le comportement d'agression vis-à-vis des nouveau-nés (dont ils ne sont pas les pères). Chez les animaux sans la protéine fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a été...) Gαi2, les scientifiques ont observé une augmentation du comportement d'agression entre mâles (concordant avec une augmentation de l'activité cérébrale dans d'autres régions du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de...): amygdale médiane (Le terme de médiane, du latin medius, qui est au milieu, possède plusieurs acceptations en mathématiques :), noyau du lit de la strie terminale, septum latéral). En revanche et de manière inattendue, la mutation entraîne une diminution du comportement d'agressivité (L'agressivité est une modalité du comportement des êtres vivants et particulièrement de l'être humain, qui se reconnait à des actions où la violence est dominante.) des mâles vis-à-vis des nouveau-nés (en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) qu'une diminution de l'activité des neurones dans l'amygdale médiane et qu'une augmentation dans la région préoptique médiane, laquelle est impliquée dans la mise en place des comportements parentaux). Ainsi, plutôt que de rejeter les petits dont ils ne sont pas les parents, les souris mâles, chez qui la protéine Gαi2 n'est pas fonctionnelle, ont un comportement protecteur: ils les lèchent et les ramènent au nid (Le nid désigne généralement la structure construite par les oiseaux pour contenir leurs œufs et fournir un premier abri à leur progéniture. Les nids sont généralement fabriqués à partir de...).

Pour la première fois, ces travaux démontrent que les informations olfactives qui régulent deux types d'agressions (territoriale et vis-à-vis des nouveau-nés) sont orchestrées par une sous-population de neurones chimiosensoriels (exprimant la protéine Gαi2) situés dans l'organe voméronasal des souris. Cette régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) se traduit par l'activation (Activation peut faire référence à :) de circuits neurobiologiques distincts. Cette étude ouvre la voie à l'identification des circuits neuronaux contrôlant les comportements agressifs, ainsi qu'à la compréhension du décodage cérébral des informations olfactives.


Contrôle par Gαi2 de l'équilibre entre agression territoriale et parentale chez la souris mâle. Les odeurs de mâle et de nouveau-né (Un nouveau-né est un enfant à partir de sa première heure de vie et jusqu'à 28 jours. De 28 jours à 2 ans, c'est un nourrisson.) sont détectées par les neurones sensoriels voméronasaux exprimant Gαi2, puis l'information est transmise et intégrée par la partie antérieure du bulbe (Un bulbe est une pousse souterraine verticale disposant de feuilles modifiées utilisées comme organe de stockage de nourriture par une plante à dormance.) olfactif accessoire et la partie postéro-dorsale de l'amygdale médiane (MeApd). Cette étude indique d'une part que les signaux issus des odeurs de mâle régulent l'intensité du comportement agressif via l'inhibition de la MeApd, du septum latéral et du noyau du lit de la strie terminale (flèches et structures vertes). D'autre part, les signaux issus des odeurs de nouveau-né induisent une activation du comportement agressif via la stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action,...) de la MeApd ainsi qu'une inhibition du comportement parental via l'inhibition de l'aire préoptique médiane (flèches et structures bleues).
© Inra

Références publication:
Anne-Charlotte Trouillet, Matthieu Keller, Jan Weiss, Trese Leinders-Zufall, Lutz Birnbaumer, Frank Zufall & Pablo Chamero (2019). Central role of G protein Gαi2 and Gαi2+ vomeronasal neurons in balancing territorial and infant-directed aggression of male mice. PNAS.
N°DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1821492116

Contacts scientifiques:
- Pablo Chamero, Inra Unité Physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la...) de la reproduction et des comportements (Inra/CNRS/Université de Tours/IFCE)
- Matthieu Keller, CNRS Unité Physiologie de la reproduction et des comportements (Inra/CNRS/Université de Tours/IFCE)

- Département associé: Physiologie animale et systèmes d'élevage
- Centre associé: Val de Loire
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