Un gène clé dans l'organisation des circuits neuronaux sensoriels

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Les sensations tactiles ou « informations somatosensorielles » provenant des différentes parties de notre corps sont cartographiées dans notre cerveau sous forme d'une « carte de représentation » neuronale. Il en est de même chez la souris. Une équipe mixte CNRS-Inserm de l'Institut de génétique et biologie moléculaire et cellulaire (1) a montré pour la première fois que le gène Hoxa2 (2) -qui s'exprime dans le cerveau postérieur de la souris- permet de relier les informations sensorielles en provenance de la face avec la station thalamique. Cette découverte permet d'établir la carte somatosensorielle des moustaches, un organe tactile extrêmement développé et utilisé chez les rongeurs dans l'exploration sensorielle de leur environnement.

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Photo des moustaches ou vibrisses d'une souris.© CNRS 2006 Franck Oury

Les cartes topographiques neuronales se situent dans le cerveaucerveau au niveau de trois aires cérébrales : le tronc cérébraltronc cérébral (cerveau postérieur), le thalamusthalamus et le cortexcortex somatosensoriel. Au niveau de chacune de ces stations, les neuronesneurones reproduisent et conservent fidèlement la distribution spatiale et la densité des récepteurs sensitifs à la périphérie du corps (face, langue, lèvres, doigts, tronc, etc.)). Ainsi, selon les espècesespèces, les différentes régions du corps sont « cartographiées » en fonction de l'importance de leur sensibilité tactile et non de leur taille. Chez l'homme, la représentation de l'index ou des lèvres occupe ainsi un espace cérébral beaucoup plus important que celle du dosdos. Chez les rongeursrongeurs, la carte de représentation des moustachesmoustaches occupe une surface cérébrale très importante car celles-ci représentent un organe tactile majeur pour explorer leur environnement.

Chez la souris, l'information sensorielle provenant des moustaches est véhiculée par le nerfnerf trijumeau. Les chercheurs ont montré que l'expression du gènegène Hoxa2 dans les neurones du noyau sensitif principal du trijumeau est nécessaire pour la formation de la carte neuronale des moustaches. Ils ont également mis en évidence que l'inactivation tardive du gène Hoxa2 conduit à un défaut de connectivité entre les neurones du cerveau postérieur et les informations sensorielles provenant des moustaches, entraînant une altération de la cartographie somatosensorielle de la face et une lésion de la perception neuronale sensorielle.

Ces résultats ouvrent aujourd'hui une nouvelle voie de recherche sur cette famille de gènes et constituent une avancée importante dans l'identification des molécules impliquées dans la mise en place des cartes de représentation neuronales. De plus, la compréhension des mécanismes à l'origine des informations sensorielles présente un intérêt majeur dans le développement à moyen terme de nouvelles stratégies thérapeutiques, visant à soigner les lésions de la perception sensorielle chez l'homme.

Notes :
(1) IGBMC (CNRS, Université Louis PasteurLouis Pasteur de Strasbourg, Inserm).
(2) Connu jusqu'à présent pour intervenir dans le développement précoce du cerveau postérieur de l'embryonembryon.

Références :
Hoxa2 and rhombomere dependent development of the mouse facial somatosensory map.
Franck Oury, Yasunori Murakami, Jean-Sébastien Renaud, Massimo Pasqualetti, Patrick Charnay, Shu-Yue Ren and Filippo M. Rijli
Science 2006.