L’amygdale est une structure limbique impliquée dans les comportements défensifs par rapport aux signaux environnementaux de danger (Davis, 1994), dans la peur conditionnée comme le conditionnement odeur-choc (Cahill et al., 1999; LeDoux, 2000; Fanselow & Gale, 2003; Maren, 2003), et dans la CTA (Yamamoto et al., 1994; Lamprecht & Dudai, 1996;
Ferreira et al., 2006; Bernstein & Koh, 2007) chez l’adulte. Le complexe amygdalien peut être distingué vers le stade embryonnaire 17 (E17), mais il n’est pas totalement mature. Les derniers neurones générés atteignent l’amygdale vers P7 (Bayer, 1980; Bayer et al., 1993), et après le nombre total de neurones ne varie plus, excepté pour une partie du noyau latéral où le nombre de neurones décroît de 30% entre P7 et P14. Cependant la densité neuronale de l’amygdale diminue rapidement entre E20 et P14, ce qui peut être expliqué par une augmentation considérable du volume de l’amygdale (Berdel et al., 1997). Basé sur ces changements de densité neuronale et de nombre total de neurones, Berdel a proposé 3 phases du développement de l’amygdale : - phase I (E20-P7) caractérisée par une augmentation du nombre total de neurones et une diminution de la densité cellualire. – phase II (P7-P14) : densité et nombre total de neurones décroissent. – phase III : les deux paramètres sont stables (Fig 19)(Berdel et al., 1997).
Figure 19 Evolution du nombre total de neurones et de la densité neuronale dans l’amygdale basolatéral au cours du développement. (Issu de Berdel 1997)
De même, la taille des neurones et de leurs noyaux augmente de E17 à P14, pour
enfin se stabiliser et ressembler aux caractéristiques de l’adulte. Les changements cytoarchitectoniques de l’amygdale sont liés au développement de ses connections avec les autres structures cérébrales, et en particulier avec les structures sensorielles. Les fibres afférentes du bulbe olfactif et du cortex piriforme sont présentes dans le noyau cortical de l’amygdale dès la naissance (Schwob & Price, 1984). Cependant leurs terminaisons synaptiques commencent à se développer vers P5, avec une augmentation importante entre P10 et P20 et un niveau équivalent à celui de l’adulte vers P30 (Mizukawa et al., 1989).
L’ensemble de ces données révèle une maturation progressive de l’amygdale au cours du développement post-natal.
L’équipe de Régina Sullivan s’est intéressée à l’implication de l’amygdale dans les apprentissages précoces. Plusieurs de ces études suggèrent que la difficulté des ratons à apprendre et à exprimer une peur est due à l’absence d’amygdale fonctionnelle durant la période néonatale de P1 à P9-10 (Moriceau et al., 2004; Moriceau & Sullivan, 2004b;
Moriceau et al., 2006; Roth et al., 2006; Thompson et al., 2008). Premièrement, certains comportements (appris ou spontanés) associés au fonctionnement de l’amygdale ne semblent pas émerger avant P10: l’évitement passif et actif (revue (Myslivecek, 1997)), la peur à une odeur de prédateur : odeur de rat mâle adulte (Takahashi, 1994; Wiedenmayer &
Barr, 1998). Deuxièmement, l’amygdale ne semble pas être activée lors de l’apprentissage appétitif « odeur-choc » à P8 (Sullivan et al., 2000a). Cependant, l’amygdale est activée à P12, lorsque le conditionnement « odeur-choc » entraîne un évitement olfactif. Ces résultats suggèrent que lorsque l’évitement n’est pas appris (avant P10), l’amygdale n’est pas impliquée.
Néanmoins, des comportements basés sur l’amygdale peuvent émerger avant P10, en manipulant le taux de corticosterone (Moriceau & Sullivan, 2004a). La période néonatale de P1 à P10 est caractérisée par une hypo-réponse au stress (Levine, 2001): le taux de corticostérone est faible à l’état basal et n’est pas augmenté par certains stimuli stressants, comme un choc (Levine, 1962). L’augmentation du taux de corticostérone par des injections intrapéritonéales permet aux ratons de 8 jours d’exprimer une peur en réponse à une odeur de prédateur (Takahashi & Kim, 1994; Moriceau et al., 2004) et d’apprendre une peur conditionnée (Moriceau & Sullivan, 2004a). Plus précisément, l’injection de corticostérone dans l’amygdale permet d’apprendre une aversion olfactive, et entraîne une activation de l’amygdale lors du conditionnement odeur-choc à P8 (Moriceau & Sullivan, 2004a; Moriceau et al., 2006) ainsi que lors de la réponse de peur à l’odeur de prédateur (Moriceau et al., 2004). De plus, les ratons à P12 déplétés en corticostérone (par adrénalectomie) continuent à apprendre une préférence olfactive suite au conditionnement odeur-choc, alors que les
contrairement aux ratons normaux (Moriceau & Sullivan, 2004a; Moriceau et al., 2006).
L’ensemble de ces travaux indique que la corticostérone est capable de modifier l’émergence de la peur conditionnée et spontanée, et que l’amygdale peut être fonctionnelle dès P8. Notons qu’une autre étude a montré l’implication de l’amygdale dans un apprentissage dès P6 : des lésions électrolytiques bilatérales de l’amygdale affectent la réponse d’approche suite à un conditionnement « odeur-brossage » (Sullivan & Wilson, 1993).
Même si les études sur l’apprentissage « odeur-choc » suggèrent que l’établissement d’une aversion est corrélé avec l’activation de l’amygdale, cette corrélation ne semble pas parfaite. L’association « odeur-LiCl » entraîne une aversion olfactive dès P2 (Rudy &
Cheatle, 1977; Haroutunian & Campbell, 1979), cependant l’étude de la captation du 2-DG révèle que l’amygdale n’est pas impliquée ni à P7, ni à P12, mais qu’elle est activée à P23 suite au conditionnement (Shionoya et al., 2006). Ainsi l’ontogenèse de l’implication de l’amygdale dans les apprentissages précoces semble varier en fonction du type de conditionnement (Tableau 8): à P6 pour le conditionnement appétitif « odeur-brossage » (Sullivan & Wilson, 1993), à P12 pour l’évitement olfactif (odeur-choc) (Sullivan et al., 2000a), et à P23 pour l’aversion olfactive (odeur-LiCl) (Shionoya et al., 2006).
Tableau 8 Activation de l’amygdale et réponse comportementale en fonction de l’âge et du conditionnement olfactif. Les sigles O et N correspondent respectivement à une mise en évidence ou non de l’activation de l’amygdale. La réponse comportementale est testée 24h après le conditionnement.
Il est clair qu’aucun système neuronal est instantanément à maturité: « il existe un processus de développement prolongé durant lequel on passe d’un état non fonctionnel puis par une variété d’états intermédiaires afin d’aboutir à un système nerveux mature. Un système partiellement développé est néanmoins capable de fonctionner dans certaines conditions pour produire des comportements plus ou moins appropriés à chaque étape particulière du développement » (Spear, 1979).
odeur+brossage
(Sullivan & Wilson, 1993)
odeur+LiCl
(Shionoya et al., 2006)
odeur+choc
(Sullivan et al., 2000)
odeur+choc + corticostérone
odeur+choc - corticostérone
P6, P7, P8
O approche
N aversion
N approche
O évitement
?
P12 ? N
aversion
O évitement
? N
approche
P23 ? O
aversion
? ? ?
(Moriceau & Sullivan, 2004a; Moriceau et al., 2006)
II.2) Consolidation et reconsolidation d’une mémoire précoce
La mise en évidence des capacités d’apprentissage des nouveau-nés implique un processus d’acquisition des informations et aussi de conservation à long terme. Plusieurs études ont observé une rétention de plusieurs jours d’un apprentissage aversif (Rudy &
Cheatle, 1977; Campbell & Alberts, 1979; Haroutunian & Campbell, 1979; Gemberling &
Domjan, 1982; Stickrod et al., 1982; Kehoe & Blass, 1986a; Miller et al., 1990; Gruest et al., 2004b) et appétitif (Johanson et al., 1984; Kehoe & Blass, 1989; McLean et al., 2005;
Coureaud et al., 2006; Arias et al., 2007). Chez l’adulte, il est largement démontré qu’une mémoire à long terme (de plus de 24h) nécessite un processus de consolidation (cf chapitre consolidation). Cette caractéristique de la mémoire existe-t-elle dès le plus jeune âge?