Cette étude examine les dynamiques oscillatoires de basse fréquence (environ 5 Hz) dans le cerveau de souris éveillées et leur modulation par des substances psychédéliques. En utilisant une imagerie de voltage à l’échelle du cortex, les chercheurs observent que des bouffées d’oscillations à 5 Hz apparaissent dans le cortex visuel, accompagnées d’oscillations similaires dans le cortex rétrosplénial. Ces oscillations se produisent à la fois spontanément et en réponse à une stimulation visuelle.
L’administration d’un agoniste psychotrope des récepteurs 5-HT2A induit une augmentation significative des oscillations spontanées à 5 Hz. De plus, elle accroît la puissance, la probabilité d’occurrence et la persistance temporelle des oscillations évoquées par la stimulation visuelle. L’étude conclut que cette modulation des oscillations dans ces deux aires corticales indique un renforcement du contrôle descendant (top-down) de la perception, ce qui pourrait constituer un mécanisme sous-jacent au remplissage perceptuel et aux hallucinations visuelles.
L’objectif principal de cette recherche est d’élucider comment les substances psychédéliques sérotoninergiques modulent l’activité oscillatoire corticale. L’étude vise spécifiquement à examiner les effets d’un agoniste des récepteurs 5-HT2A sur les oscillations à 5 Hz dans le cortex visuel (V1) et le cortex rétrosplénial (RSC) chez la souris éveillée. En utilisant une approche d’imagerie avancée, les auteurs cherchent à caractériser les changements dans les oscillations spontanées et celles évoquées par des stimuli visuels, afin de mieux comprendre les mécanismes neuronaux par lesquels les psychédéliques altèrent la perception et la conscience.
- Sujets : L’étude est menée sur des souris éveillées, fixées par la tête mais libres de se déplacer sur un tapis roulant. Les animaux sont génétiquement modifiés pour exprimer des indicateurs de voltage dans les neurones pyramidaux corticaux.
- Technique d’imagerie : Les chercheurs utilisent une imagerie optique de voltage à champ large (widefield optical voltage imaging) sur l’ensemble du cortex. Cette technique permet de mesurer directement les changements de potentiel de membrane des populations neuronales avec une haute résolution spatio-temporelle.
- Stimuli et protocole : Les souris sont exposées à un écran vide (condition spontanée) ou à un stimulus visuel sous forme de réseau mobile (condition évoquée). Le protocole expérimental comprend des sessions d’enregistrement avant et après l’injection de la substance.
- Intervention pharmacologique : Une injection systémique d’un agoniste des récepteurs 5-HT2A, le DOI (2,5-Dimethoxy-4-iodoamphetamine) ou le TCB-2, est réalisée à mi-parcours de la session expérimentale.
- Analyse des données : Les signaux de voltage sont analysés pour détecter les oscillations à 5 Hz à l’aide d’une analyse par ondelettes et d’autres méthodes spectrales. Des analyses statistiques sont effectuées pour comparer les conditions avant et après l’injection.
- Oscillations de base : Des oscillations à 5 Hz sont observées dans le cortex visuel primaire (V1) à l’état de base, se produisant de manière spontanée et étant également déclenchées par des stimuli visuels. Ces oscillations sont systématiquement accompagnées d’oscillations similaires dans le cortex rétrosplénial (RSC).
- Effet sur les oscillations spontanées : Le traitement avec un agoniste 5-HT2AR augmente de manière significative la fréquence d’occurrence des oscillations spontanées à 5 Hz dans V1 et RSC, sans toutefois modifier leur puissance ou leur durée.
- Effet sur les oscillations évoquées : L’agoniste 5-HT2AR augmente significativement la puissance, la durée et la probabilité d’occurrence des oscillations à 5 Hz évoquées par un stimulus visuel.
- Connectivité V1-RSC : L’étude révèle une forte corrélation entre les oscillations de V1 et du RSC. Après l’injection de l’agoniste, la corrélation entre la puissance oscillatoire des deux régions est renforcée, suggérant une interaction fonctionnelle accrue.
Les résultats de cette étude suggèrent que les agonistes des récepteurs 5-HT2A renforcent l’activité oscillatoire endogène dans les circuits corticaux visuels et associatifs. Cette modulation pourrait être un corrélat neuronal des états de conscience altérés induits par les substances psychédéliques.
Le renforcement de la communication entre le cortex visuel primaire (V1) et le cortex rétrosplénial (RSC), une région impliquée dans l’intégration d’informations internes et externes, indique un renforcement du contrôle descendant (top-down) sur la perception. Ce mécanisme pourrait expliquer comment, sous l’effet des psychédéliques, la perception visuelle devient moins dépendante des entrées sensorielles externes et davantage influencée par des processus internes, ce qui pourrait générer des phénomènes tels que les hallucinations visuelles.
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