Souplesse comportementale du cortex préfrontal dorsolatéral de la dopamine

La flexibilité comportementale ou cognitive (BF) est une capacité essentielle qui permet à un organisme de modifier de manière adaptative les réponses en fonction de la rétroaction des résultats. Chez les humains, cette capacité est perturbée chez ceux qui souffrent de diverses affections neurologiques et psychiatriques, notamment la maladie de Parkinson, la schizophrénie, la toxicomanie, les troubles obsessionnels compulsifs et l'autisme. De plus, il existe des preuves de différences individuelles substantielles de BF au sein de la population en bonne santé.

Deux mécanismes neurobiologiques connus liés à la performance du BF sont la variation de la fonction de la dopamine (DA) et de la sérotonine (SE). Une région cérébrale particulière qui a été fortement impliquée dans le BF est le cortex préfrontal (PFC), le PFC dorsolatéral recevant une innervation largement DA et le PFC dorsomédial une entrée SE. Des études ont démontré que des dommages à certaines parties du PFC, y compris le cortex orbitofrontal (OFC), par exemple, altèrent l'apprentissage inversé (une forme de BF) alors que les lésions du PFC dorsolatéral affectent le changement d'ensemble attentionnel (une autre mesure du BF).

Chez l'homme, il a été démontré que l'augmentation putative de l'efflux de DA via l'administration de DA et de tyrosine précurseur de noradrénaline améliore les performances de changement de tâche et le contrôle inhibiteur suggérant un rôle causal de DA dans la régulation de la BF. De même, il a été démontré que l'épuisement putatif de la neurotransmission de la sérotonine via des procédures d'épuisement du tryptophane réduit la réponse BOLD lors de la surveillance des performances et augmente le comportement persévérant.

Une stratégie importante (chez l'homme) pour observer si le PFC est impliqué de manière causale dans la performance BF, est la stimulation électrique réversible du PFC, de sorte que les cellules PFC puissent être inhibées ou excitées pendant qu'un participant effectue une tâche BF. Ces dernières années, plusieurs laboratoires ont profité d'une technologie relativement nouvelle connue sous le nom de stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) pour étudier la relation entre la fonction cérébrale et le comportement. En utilisant cette technique, les augmentations ou diminutions de l'excitabilité corticale sont en partie déterminées par la polarité de la stimulation ; des augmentations se produisent sous l'électrode d'anode tandis que des diminutions se produisent sous la cathode chargée négativement.

En utilisant cette approche, plusieurs études ont montré que la stimulation anodique et cathodique sur le PFC peut avoir un certain nombre d'effets sur les performances BF, avec des améliorations générales lors de la stimulation anodique et des déficiences lors de la cathode. Si tel est le cas, une étape importante qui reste à comprendre est de savoir si la dopamine et la sérotonine sont liées de manière causale à ces résultats lorsque les neurones du dLPFC/dMPFC sont excités ou inhibés via tDCS.

Ainsi, la nouveauté spécifique de cette étude réside dans la combinaison d'une approche psychopharmacologique (i.e. chargement de tyrosine/tryptophane) avec neuroanatomique sélectif (c.-à-d. dorsolatéral/dorsomédian cortex préfrontal) inhibition des cellules via tDCS pendant que les participants effectuent des tâches BF. Ce faisant, nous serons en mesure d'établir si l'augmentation de la production dopaminergique/sérotoninergique vers le PFC est une condition nécessaire pour la performance du BF.