L'activité musculaire rythmique qui est impliqué dans des mouvements tels que la locomotion et la natation s'exerce selon un schéma complexe d'alternances de contraction et de relaxation des muscles moteurs. Les neurones générateurs de ces schémas d'activation forment un réseau dans la moelle épinière (réseau désigné sous le terme de CPG, pour Central Pattern Generators). Ce réseau neuronal local complexe fonctionne indépendamment de tout influx sensoriel. L'identification des neurones composant ces réseaux et de leur mode d'activation est importante pour la recherche de voies thérapeutiques pour traiter les paraplégiques.
On peut envisager d'améliorer les performances locomotrices en stimulant la plasticité des circuits locomoteurs de la moelle. Le travail en biologie moléculaire de Klas Kullander et coll. (Göteborg, Suède) donne à cet égard certaines perspectives.
Des neurones excitateurs
Ces auteurs ont identifié des neurones excitateurs participant aux réseaux CPG ainsi que certains mécanismes moléculaires impliqués.
Auparavant, les neurones composant les CPG ont été identifiés par des études chez deux espèces de vertébrés (la lamproie et la têtard de Xenopus). Pour aller plus loin, s'appuyant sur le fait que les interactions entre les ligands à l'éphrine et leurs récepteurs sont cruciaux pour l'organisation de différents systèmes neuronaux, Kullander et coll. ont travaillé sur des souris défectives pour le récepteur EphA4, ou bien pour son ligand, l'éphrine B3. « Nos travaux montrent des changements locomoteurs très importants en conséquence d'une modification génétique qui modifie les données du parcours neuronal. » Les auteurs constatent que les animaux génétiquement modifiés perdent l'alternance du mouvement gauche-droite qui, à la place, se synchronise (la marche est donc impossible). Les neurones croisent de manière aberrante au niveau de la moelle épinière pour produire une coordination synchronisée, anormale, par surexcitation réciproque au niveau du réseau CPG.
Ils désignent les neurones EphA4 en tant que composants excitatoires ipsilatéraux du réseau médullaire CPG normal. « Nos conclusions sont que les signaux éphrine B3 repoussent certains composants des CPG des mammifères et restreignent leurs projections axonales à un seul côté de la moelle épinière. »
L'identification de ce mécanisme éclaire la neurophysiologie du mécanisme locomoteur et permet de travailler sur des cibles moléculaires.
« Science », vol. 299, 21 mars 2003, pp. 1889-1892.
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