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Bases neurobiologiques de la récompense

Le système de récompense est la base neurobiologique de l'apprentissage. Il est indispensable à la survie, car il fournit la motivation nécessaire à la réalisation d'actions ou de comportements adaptés, permettant de préserver l'individu et l'espèce (satisfaction de besoins vitaux tels que recherche de nourriture, reproduction, évitement des dangers ...).

Le système de renforcement est constitué par trois composantes :

1) affective, correspondant au plaisir provoqué par les “récompenses” ; perception hédonique de la récompense ;

2) motivationnelle, correspondant à la motivation à obtenir la “récompense” ;

3) cognitive, correspondant aux apprentissages (conditionnement).

Une sensation agréable donne envie de reproduire la situation qui a donné lieu à cette sensation = renforcement positif. « loi de l’effet » de Thorndike

Cela peut conduire à la dépendance à des substances (psychotropes…) et à des situations (jeux d'argent, jeux vidéos …)

Olds et Milner, 1954 : découverte des "centres du plaisir"

Préférence de place

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Olds et Milner, 1954 : découverte des "centres du plaisir"

Autostimulation

Olds et Milner postulent que les territoires cérébraux qui donnent lieu au phénomène

d'autostimulation (ou à la préférence de place) sont normalement impliqués dans les effets plaisants

des « récompenses » naturelles (nourriture, eau, sexe).

Ces découvertes sont à l'origine de nombreux travaux sur ce que l'on appelle "le circuit de la récompense".

Olds et Milner, 1954 : découverte des "centres du plaisir"

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Le circuit de la récompense

Le système dopaminergique

voie nigrostriée / voie méso-cortico-limbique

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Rôle du système dopaminergique

Comment tester l’hypothèse dopaminergique ?

La plupart des sites dont la stimulation induit un comportement d’autostimulation font partie du système mésocorticolimbique...

Est-ce que l’ATV est nécessaire au comportement d’autostimulation ?Lésion de l’ATV

Est-ce que les neurones de l’ATV modifient leur décharge lors d’un conditionnement opérant ?

Enregistrement électrophysiologique

Est-ce que l’autostimulation modifie les taux de DA dans le cerveau ?Dosage de dopamine et de ses métabolites

Est-ce que l’action de la DA sur ses cellules cibles est importante ?Utilisation d’agonistes et d’antagonistes DA

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Lésion de l’ATV

Enregistrements électrophysiologiques de l’ATV

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Dosage de la DA et de ses métabolites

Antagonistes des récepteurs dopaminergiques

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Le noyau accumbens est activé lorsqu’une récompense est attendue (chocolat, sexe,

gain au jeu, drogue…)Composante hédonique

Le cortex préfrontal est activé par la vision d’un objet de plaisir (marque préférée, être aimé…),

lors d’une « récompense »Composante cognitive

Chez l’humain…

Bilan n°1

Aspect compulsif des appuisLe renforcement électrique est plus prégnant qu'un renforcement de type boisson ou alimentation

► Apparition d'une notion d'addiction► Absence de phénomène de satiété

Rôle de la dopamineLibération de dopamine lors de l’apparition d'une récompense, puis à l'anticipation de la récompense par le biais d'un conditionnement classique

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Auto-injection de drogue

exemple avec les opiacés (morphine et héroïne)

Auto-injection de drogue

exemple avec les opiacés (morphine et héroïne)

Pédale active

Pédale inactive

Pédale active

Pédale inactive

CSF

Morphine

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Morphine et niveaux de dopamine

Pimozide : antagoniste du récepteur à la dopamine--> inactivation des récepteurs DA

Dopamine et auto-injection de morphine

6-OH-DA : neurotoxiquespécifique des neurones àdopamine et noradrenaline

--> lésion de l’ATV

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Drogues et niveaux de dopamine

Neurotransmetteurs et sites d’action des drogues

Drogues Neurotransmetteurs Sites d’actionCocaine et amphétamine

Opiacés (héroïne, morphine, codéïne)

Nicotine

Cannabis

Ethanol

DopamineSerotonine

DopamineOpioïdes

DopamineOpioïdes?

DopamineOpioïdes Sérotonine GABA Glutamate

DopamineOpioïdes?

Noyau accumbens Amygdale

Aire tegmentale ventrale Noyau accumbens

Aire tegmentale ventrale Noyau accumbens Amygdale ?

Aire tegmentale ventrale

Aire tegmentale ventrale Noyau accumbens Amygdale

L'addiction implique le système dopaminergique en induisant une désadaptation du système de récompense

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RAPPEL : Circuit dopaminergique=deux voies majeures

-Système nigrostrié : substance noire → corpus striatum-Système mésocorticolimbique : aire tegmentale ventrale → noyau accumbens, tubercules olfactifs, cortex frontal, et amygdale

→ Le système mésocorticolimbique est le système impliqué dans l'action renforçantedes drogues

Substrats neuroanatomiques à l'action renforçante des drogues

Mode d’action des drogues sur le système dopaminergique

Amphétamine Cocaïne Alcool

Alcool Opiacées

Noyau accumbens

Aire tegmentale ventrale

Cellule secondaire

Nicotine

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Mode d’action des drogues sur le système dopaminergique

Les substances à risque de dépendance augmentent la quantité et la durée de dopamine libérée

« Désadaptation du système de récompense »

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Addiction : définition

Désir puissant et compulsif d’utiliser une substance. Désordre chroniquecaractérisé par 3 éléments :-compulsion à chercher et trouver la drogue-difficultés à arrêter la prise de drogue-émergence de problèmes d’humeur (sautes d’humeur, irritabilité, anxiété…)

Attention : l’addiction définit une prise de drogue répétée de façonchronique et doit donc être distinguée de l’utilisation occasionelle dedrogue.

L’addiction est due à l’action de la drogue sur un cerveau vulnérable et nécessitegénéralement une exposition répétée à une drogue. Ce procédé est fortementinfluencé par le contexte génétique et par les contextes psychologique etenvironnemental dans lesquels la prise de drogue se produit.

Addiction à l’alcool : traitement chez le rat

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Addiction à l’alcool : traitement chez le rat

Addiction à l'héroïne : traitements chez l'homme

Sevrage• obligatoirement en milieu hospitalier• traitement des effets secondaires (tremblements, transpiration,

douleurs, insomnie, anxiété)

En 2005, la France comptait 160000 héroïnomanes…

Deux possibilités pour se défaire de l’addiction :

Substitution = Buprénorphine (Subutex)• agoniste partiel des récepteurs opioïdes dans le SNC• supprime l'état de manque• sans inconvénient sur le système respiratoire et la saturation en

oxygène• pas ou peu d'effets psychotropes (si respect des doses)• suivi obligatoire (prise en charge des effets secondaires et analyse

d'urine)

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Addiction à l'héroïne : traitements chez l'homme

Démonstration chez le rat

Rôle de la buprénorphine dans l'addiction à l'héroïne

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Bilan n°2

Désadaptation du système de récompense associée au comportement addictif.

Importance de la dopamine dans l'établissement de l'addiction.

Phénomène complexe :• intervention d'autres systèmes que la dopamine• importance de l'environnement• symptômes invalidants au sevrage

Une fois installée, l'addiction peut être définitive : les individus présentent unpuissant désir pour la drogue associé à des risques de rechute après plusieursannées, voire décennies d'abstinence.

→ L'addiction induit des changements extrêmement stables dans le cerveau qui sont responsables à long-terme d'anomalies comportementales

Application : le rat-robot