La dopamine semble vivre un moment dans l’air du temps. Vous en avez peut-être entendu parler dans les actualités, vu des publications virales sur les réseaux sociaux sur le « piratage de la dopamine » ou écouté des podcasts sur la façon d’exploiter ce que cette molécule fait dans votre cerveau pour améliorer votre humeur et votre productivité. Mais des recherches récentes en neurosciences suggèrent que les stratégies populaires pour contrôler la dopamine reposent sur une vision trop étroite de son fonctionnement.
La dopamine est l’un des neurotransmetteurs du cerveau : de minuscules molécules qui agissent comme messagers entre les neurones. Il est connu pour son rôle dans le suivi de votre réaction aux récompenses telles que la nourriture, le sexe, l’argent ou pour répondre correctement à une question. Il y a plusieurs de nombreux types de neurones dopaminergiques placés dans la région la plus importante du tronc cérébral qui fabriquent et libèrent de la dopamine dans tout le cerveau. La question de savoir si le type de neurone affecte la fonction de la dopamine qu’il produit reste une question ouverte.
Des recherches récemment publiées font état d’une relation entre le type de neurone et la fonction dopaminergique, et un type de neurone dopaminergique a une fonction inattendue qui va certainement remodeler la façon dont les scientifiques, les cliniciens et le public comprennent ce neurotransmetteur.
La dopamine n’est pas impliquée dans le simple plaisir.
Déclenchement des neurones dopaminergiques
La dopamine est célèbre pour le rôle qu’elle joue dans le traitement des récompenses, une idée qui remonte à au moins 50 ans. Les neurones dopaminergiques surveillent la différence entre les récompenses que vous pensiez obtenir d’un attitude et celles que vous avez réellement obtenues. Les neuroscientifiques appellent cette différence une erreur de prédiction des récompenses.
Dîner dans un restaurant qui vient d’ouvrir et qui ne semble certainement rien de spécial, montre que les erreurs de prédiction sont récompensées en action. Si votre repas est très bon, cela entraîne une erreur de prédiction de récompense positive et vous reviendrez certainement commander le même repas dans le futur. Chaque fois que vous revenez, l’erreur de prédiction de récompense diminue jusqu’à atteindre zéro quand vous vous attendez pleinement à un délicieux dîner. Mais si votre premier repas a été horrible, cela entraîne une erreur de prédiction de récompense négative et vous ne retournerez certainement pas au restaurant.
Les neurones dopaminergiques communiquent au cerveau les erreurs de prédiction des récompenses par le biais de leurs taux de déclenchement et de leurs schémas de libération de dopamine, que le cerveau utilise pour apprendre. Ils tirent de deux manières.
Le démarrage phasique fait référence à des rafales rapides qui provoquent un pic à court terme de dopamine. Cela se produit quand vous recevez une récompense inattendue ou plus de récompenses que prévu, par exemple si votre serveur vous offre un dessert gratuit ou inclut une jolie note et un visage souriant sur votre chèque. Le démarrage phasique code les erreurs de prédiction des récompenses.
En revanche, la décharge tonique décrit l’activité lente et régulière de ces neurones lorsqu’il n’y a pas de surprises ; c’est une activité de fond entrecoupée de sursauts phasiques. Le tir phasique est comme les sommets des montagnes, et le tir tonique est le fond des vallées entre les sommets.
Ce diagramme montre les pics phasiques et les vallées toniques des niveaux de dopamine, les premiers codant pour des récompenses inattendues et les seconds codant pour des événements attendus. Dreyer et coll. 2010/Journal des Neurosciences, CC BY-NC-SA
Fonctions dopaminergiques
Le suivi des informations utilisées pour générer des erreurs de prédiction des récompenses ne se limite pas à la dopamine. J’ai suivi avec intérêt tous les autres travaux liés à la dopamine à travers mes propres recherches mesurant les zones du cerveau où se trouvent les neurones dopaminergiques chez les humains.
Il y a environ 15 ans, des rapports ont commencé à apparaître d’après lesquels les neurones dopaminergiques réagissaient à des événements aversifs – pensez à de brefs inconforts en tant qu’une bouffée d’air contre votre œil, un léger choc électrique ou une perte d’argent – ce que les scientifiques pensaient que la dopamine ne faisait pas. Ces études ont montré que certains neurones dopaminergiques réagissent uniquement aux récompenses tandis que d’autres répondent à la fois aux récompenses et aux expériences négatives, ce qui conduit à l’hypothèse qu’il pourrait y avoir plus d’un système dopaminergique dans le cerveau.
Ces études furent bientôt suivies par des expériences montrant qu’il y a plusieurs plus d’un type de neurone dopaminergique. Jusqu’à présent, les chercheurs ont identifié sept types distincts de neurones dopaminergiques en examinant leurs profils génétiques.
Une étude publiée en août 2023 a été la première à analyser la fonction de la dopamine en fonction du sous-type de neurone. Les chercheurs du Dombeck Lab de l’Université Northwestern ont examiné trois types de neurones dopaminergiques et ont découvert que deux d’entre eux suivaient les récompenses et les événements aversifs, tandis que le troisième surveillait les mouvements, par exemple quand les souris qu’ils étudiaient commençaient à courir plus vite.
Libération de dopamine
La couverture médiatique récente sur la manière de contrôler les effets de la dopamine est basée uniquement sur le type de libération qui ressemble à des pics et des vallées. Quand les neurones dopaminergiques se déclenchent par rafales phasiques, comme ils le font pour signaler les erreurs de prédiction des récompenses, la dopamine est délivrée dans tout le cerveau. Ces pics de dopamine se produisent très rapidement car les neurones dopaminergiques peuvent se déclencher a de multiples reprises en moins d’une seconde.
Il y a plusieurs une autre manière dont la libération de dopamine se produit : parfois, elle augmente lentement jusqu’à ce que la récompense souhaitée soit obtenue. Les chercheurs ont découvert ce motif en rampe il y a 10 ans dans une partie du cerveau appelée striatum. La pente de la rampe dopaminergique indique la valeur d’une récompense et les efforts nécessaires pour l’obtenir. En d’autres termes, il code la motivation.
L’exemple du restaurant peut aussi illustrer ce qui se produit quand la libération de dopamine se produit d’après un schéma progressif. Quand vous avez commandé un repas dont vous savez qu’il sera délicieux et que vous attendez qu’il arrive, vos niveaux de dopamine augmentent régulièrement. Ils atteignent un crescendo quand le serveur pose le plat sur votre table et que vous mordez à pleines dents dès la première bouchée.
Ce diagramme montre une libération de dopamine en rampe, atteignant un pic lorsqu’une récompense est obtenue. Collins et coll. 2016/Rapports scientifiques, CC BY
La manière dont se produisent les montées en puissance de la dopamine n’est pas encore élucidée, mais on pense que ce type de libération est à la base de la poursuite d’un objectif et de l’apprentissage. Les recherches futures sur l’augmentation de la dopamine affecteront la façon dont les scientifiques comprennent la motivation et amélioreront à terme les conseils sur la façon de pirater de manière optimale la dopamine.
Dopamine(s) dans la maladie et la neurodiversité
Alors que la dopamine soit connue pour son implication dans la toxicomanie, les maladies neurodégénératives et les troubles du développement neurologique comme le trouble déficitaire de l’attention/hyperactivité, des recherches récentes suggèrent que la façon dont les scientifiques comprennent que son implication pourrait bientôt devoir être mise à jour. Sur les sept sous-types de neurones dopaminergiques connus jusqu’à présent, les chercheurs n’en ont caractérisé que trois.
Il y a plusieurs déjà des preuves d’après lesquelles la découverte de la diversité dopaminergique actualise les connaissances scientifiques sur les maladies. Les chercheurs de l’article récent identifiant la relation entre le type et la fonction des neurones dopaminergiques soulignent que les neurones dopaminergiques axés sur le mouvement sont connus pour être parmi les plus durement touchés par la maladie de Parkinson, tandis que deux autres types ne sont pas aussi touchés. Cette différence pourrait conduire à des options de traitement plus ciblées.
Les recherches en cours visant à démêler la diversité de la dopamine continueront certainement à changer et à améliorer notre compréhension des maladies et de la neurodiversité.
Kimberlee D’Ardenne reçoit actuellement un financement des National Institutes of Health (R21-MH130924-01) et a reçu d’autres financements des National Institutes of Health et de la National Science Foundation dans le passé. Elle est aussi membre de la National Association of Science Writers et du comité de rédaction des sciences de la vie.