La lutte contre les mouches des fruits aide les chercheurs à comprendre pourquoi nous restons en colère

C’est un de ces jours. Sur le chemin du retour du travail, la voiture dans la voie suivante vous coupe la route. Vous freinez brusquement, klaxonnez et criez des mots choisis au conducteur fautif. Lorsque vous entrez chez vous une demi-heure plus tard, vous êtes toujours en colère et vous vous moquez de votre partenaire lorsqu’il vous pose des questions sur votre journée.

Les mouches des fruits n’ont peut-être pas à s’inquiéter des effets persistants de la rage au volant, mais elles connaissent également des états d’agressivité persistante. Dans le cas des mouches des fruits femelles, ce comportement est un mécanisme de survie, obligeant les mouches à donner des coups de tête, à bousculer et à clôturer d’autres mouches des fruits femelles pour garder le principal territoire de ponte sur une banane mûre.

Aujourd’hui, des chercheurs de Janelia et du California Institute of Technology se concentrent sur les neurones, les circuits et les mécanismes responsables de ce comportement tenace.

Dans une nouvelle étude en eLifeles chercheurs rapportent avoir identifié les types de cellules contribuant à un état agressif persistant chez les mouches des fruits femelles, montrant que certaines cellules associées à l’agressivité peuvent provoquer la colère des mouches pendant jusqu’à 10 minutes.

Ils ont également découvert que cet état persistant n’était peut-être pas uniquement dû à une connexion récurrente entre les cellules associées à l’agression, comme on le pensait. Dans une connexion récurrente, les signaux reviennent en boucle et alimentent le même circuit neuronal, ce qui pourrait provoquer la persistance d’un comportement.

Au lieu de cela, la nouvelle recherche suggère que l’agressivité persistante pourrait être régulée par d’autres facteurs, notamment des neuromodulateurs affectant l’activité neuronale, des neurones en aval des cellules associées à l’agressivité ou d’autres circuits dans le cerveau de la mouche. Compte tenu de leurs découvertes, les scientifiques devront peut-être développer un nouveau modèle prenant en compte ces autres facteurs en plus des liens récurrents pour expliquer ce comportement durable.

“C’est intéressant pour le domaine car nous parlons de ces connexions récurrentes comme étant la clé de l’état persistant, et c’est vraiment ce que nous pensions”, explique Katie Schretter, postdoctorante au Rubin Lab qui a dirigé la recherche. “Mais maintenant, dans ce cas, cela semble moins clair.”

Comprendre les états internes persistants comme l’agressivité pourrait aider les chercheurs à mieux découvrir comment le cerveau prend des décisions (par exemple, rester en colère ou passer à autre chose) et les circuits individuels impliqués dans ces choix. Comprendre les mécanismes sous-jacents à l’agression pourrait également aider les scientifiques à mieux comprendre le comportement agressif chez les humains, y compris les comportements qui peuvent survenir en même temps que les maladies neurodégénératives ou psychiatriques.

“Pour notre société, il est important de pouvoir réduire les agressions et de trouver comment mettre fin aux agressions persistantes”, explique Schretter. “Comprendre comment fonctionne le circuit peut nous aider à comprendre comment nous pourrions le réduire.”

Combattre les mouches des fruits

Les scientifiques avaient déjà identifié des types de cellules associés à l’agressivité dans le cerveau des mouches des fruits femelles. Ils ont découvert que l’activation de ces cellules provoquait le combat des mouches. Compte tenu de cela, l’équipe, dirigée par Schretter, Hui (Vivian) Chiu, étudiante diplômée de Cal Tech, Gerry Rubin, chef de groupe senior de Janelia, et David Anderson, enquêteur du HHMI, a voulu examiner ces cellules pour voir comment leurs signaux pourraient se répercuter les uns sur les autres. pour générer un état agressif persistant.

Les chercheurs ont séparé les mouches femelles avec une barrière, puis ont activé les différents types de cellules associés à l’agression pendant 30 secondes à la fois. Ils ont gardé les mouches séparées pendant des périodes spécifiques, jusqu’à 30 minutes, avant de retirer la barrière et de les laisser interagir.

L’équipe a émis l’hypothèse que des connexions récurrentes entre certains types de cellules associés à l’agression pourraient amener les mouches à rester agressives pendant de plus longues périodes.

Ils ont découvert qu’un type de cellule associé à l’agressivité – l’aIPg – contribue à l’agressivité persistante. Lorsque ces cellules étaient activées, les mouches se battaient jusqu’à 10 minutes après avoir retiré la barrière. Cependant, un autre type de cellule précédemment impliqué dans l’agression – pC1d – n’a pas provoqué cette même colère durable.

pC1d n’a pas non plus affecté si l’aIPg provoquait une agression persistante, et ni pC1d ni aIPg n’ont montré une activité neuronale persistante. Ces résultats suggèrent qu’un état agressif persistant ne dépend pas d’une connexion récurrente entre les deux types de cellules.

Des recherches antérieures avaient montré que la stimulation d’une autre cellule associée à l’agressivité – pC1e – ne provoquait pas non plus à elle seule un comportement persistant. Cependant, Schretter et ses collègues ont été surpris de constater que lorsque pC1d et pC1e étaient stimulés simultanément, les mouches restaient constamment agressives.

Pris ensemble, les résultats suggèrent que l’état agressif persistant pourrait être maintenu par un mécanisme différent de ce que les chercheurs avaient initialement pensé. Au lieu d’être due à une connexion récurrente entre aIPg et pC1d, comme ils l’avaient émis l’hypothèse, une agression persistante pourrait impliquer pC1e. Mais cela pourrait également inclure d’autres facteurs, comme un neuromodulateur agissant sur le circuit ou l’effet des neurones en aval de aIPg, pC1d et pC1e. Ou bien l’agression pourrait être contrôlée par un tout autre circuit.

Schretter dit qu’étudier ces autres modèles pour expliquer l’agression persistante est la prochaine étape.

“C’est passionnant de voir quoi d’autre pourrait prolonger cette persistance, car d’autres circuits pourraient également être impliqués”, dit-elle. “C’est fondamentalement ouvert à nous, c’est donc un endroit amusant.”