Les neurones moteurs : des acteurs actifs dans le contrôle du mouvement
Les neurones moteurs, ces cellules nerveuses responsables de la commande des muscles, sont souvent perçus comme de simples messagers. Cependant, des recherches récentes indiquent qu’ils jouent un rôle plus complexe en envoyant des signaux de retour vers le cerveau pour organiser les séquences de mouvements qu’ils exécutent. Cette découverte a été rapportée le 24 août dans la revue Nature Neuroscience.
Bien que les muscles et les neurones moteurs impliqués dans un mouvement soient souvent cartographiés, la compréhension de la manière dont le système nerveux génère des séquences de mouvements coordonnées reste incomplète. Par exemple, le mouvement de succion des mouches des fruits (Drosophila melanogaster) pour se nourrir nécessite la contraction de sept paires de muscles dans leur bouche, chacune contrôlée par une paire de neurones moteurs. Ces muscles se contractent dans un ordre précis, générant des changements de pression rythmique rapides qui aspirent la nourriture. Selon Dong-Gen Luo, neuroscientifique à l’Université de Pékin, ce processus ressemble de près à celui d’un nourrisson qui tète.
En 2016, l’équipe de Luo étudiait la perception gustative lorsqu’un incident a déclenché un intérêt pour le comportement de succion. En enregistrant l’activité des neurones moteurs pendant que les mouches se nourrissaient, les chercheurs ont découvert que certains neurones ne se contentaient pas d’exécuter des commandes, mais renvoyaient également des signaux au cerveau. Ces signaux aident à déterminer le moment où le neurone moteur suivant dans la séquence doit devenir actif.
Luo compare ce processus à une chaîne de dominos. Les neurones moteurs contrôlant la troisième paire de muscles reçoivent des commandes du cerveau et effectuent deux actions simultanément : ils activent leurs muscles cibles tout en signalant au cerveau de relâcher les « freins » sur la paire suivante de neurones moteurs. Ce mécanisme, bien qu’efficace, ne clarifie pas comment toutes les sept paires de muscles sont coordonnées lors de la succion.
Cette capacité à libérer les freins uniquement lorsque cela est nécessaire pourrait améliorer la stabilité et la précision du contrôle moteur, ce qui pourrait avoir des applications dans la conception de robots capables de mouvements plus fluides et adaptatifs.
Maarten Zwart, neuroscientifique à l’Université de St. Andrews, souligne que cette découverte unifie deux domaines de recherche auparavant séparés. Les neurones moteurs peuvent être vus comme des soldats sur un champ de bataille, guidés par leurs commandants pour agir en séquence. Ce qui est nouveau, c’est que ces soldats peuvent également envoyer des messages pour déterminer quand le suivant peut agir.
Cependant, Zwart note que certains détails des mécanismes neuronaux sous-jacents peuvent différer entre les insectes et les vertébrés, rendant difficile la généralisation des résultats à l’espèce humaine.
Source : Nature Neuroscience
