Les mécanismes de l’addiction – 2/3

De la première consommation à la sensation de manque, voici comment l’addiction à des substances psychoactives comme le tabac, l’alcool ou le cannabis, et certains comportements comme les jeux d’argent perturbent le fonctionnement du cerveau… 2ème partie : la dérive progressive vers l’addiction

1ère partie du dossier sur la prise de décision : Les mécanismes de l’addiction – 1/3

Les troubles d’usage des drogues et les troubles des conduites addictives sont définies par des critères comportementaux au nombre de 11 répertoriés dans le DSM 5 (voir article L’addiction, c’est quoi ?). Parmi ces 11, deux sont particulièrement critiques, la persistance de la consommation en dépit de ses conséquences négatives et la prise de substance en quantité plus importante que prévu, avec perte de contrôle, c’est-à-dire la répétition en boucle de la consommation qui peut être qualifiée de compulsion.
Les données scientifiques les plus récentes à cet égard sont faveur d’un changement dans la dynamique hiérarchique du cerveau : le cortex préfrontal est délogé progressivement de son rôle de chef d’orchestre et c’est le striatum et l’amygdale qui prennent désormais les commandes.

Rôle clef du striatum

Le striatum fait partie des noyaux gris centraux situés à la base du cerveau, qui participent principalement à la programmation et au contrôle des mouvements mais jouent aussi un rôle dans la cognition et l’humeur. Leurs dysfonctionnements induisent soit des troubles moteurs avec production excessive de mouvements anormaux (hyperkinésie) soit une pauvreté (akinésie) et un ralentissement de ceux-ci (bradykinésie), soit des tremblements comme dans la maladie de Parkinson.

Le striatum est une structure majeure du circuit de la récompense, chaque hémisphère cérébral en possède une. Il est constitué du noyau caudé, du putamen, et du noyau accumbens. Pour faciliter la compréhension de son fonctionnement, il est souvent divisé en « quadrants fonctionnels », deux dans la partie dorsale et deux dans la partie ventrale. Le quadrant dorso-latéral intervient dans le domaine sensorimoteur (= qui concerne à la fois les fonctions sensorielles et la motricité) et est impliqué dans la formation des habitudes. Le quadrant dorso-médian intervient dans le domaine des associations, entre un objet et la récompense qu’il procure, et est impliqué dans les actions dirigées vers un but. Les quadrants ventraux, qui comprennent le noyau accumbens, interviennent dans le traitement de la motivation. 

Le câblage de chaque quadrant est différent. Les neurones qui arrivent n’ont pas la même provenance et ceux qui en repartent n’ont pas la même destination. Ces spécificités de connexion, responsables du rôle particulier de chaque quadrant, ne les empêchent pas d’interagir entre eux. Le striatum est composé à 95% de neurones GABA qui expriment des récepteurs à la dopamine qui sont soit activateurs « récepteurs D1 » soit inhibiteurs « récepteurs D2 ». Les 5% restant sont des interneurones situés entre deux autres neurones pour établir la connexion entre eux qui ont pour neurotransmetteur soit le GABA soit l’acétylcholine (voir Dossier Neurotransmetteurs Neurotransmetteurs et substances psychoactives 2 : GABA).

Désir et aversion

Le circuit de fonctionnement du striatum est schématiquement composé de deux branches. La première, la voie D1, est celle qui après réception d’un stimulus favorise le déclenchement de l’action, c’est la voie du désir dite « GO », dépendante des neurones GABAergiques porteurs des récepteurs D1 de la dopamine. La deuxième, la voie D2, est celle qui freine le déclenchement de l’action, celle de l’aversion dite voie « NOGO » qui repose sur les récepteurs D2 à la dopamine. Examinons ce fonctionnement plus en détail.

Après réception d’un stimulus dans l’aire tegmentale ventrale (ATV), les neurones dopaminergiques sont activés et libèrent de la dopamine dans le striatum. La dopamine, en se fixant sur les récepteurs D1, active les neurones GABA du striatum qui vont vers la substance noire réticulée. Comme le GABA est un inhibiteur, la substance noire est peu ou pas stimulée. Or la substance noire réticulée envoie des neurones GABA vers le thalamus, dans le but de réduire son activité. La substance noire réticulée ne peut donc exercer sa fonction de contrôle du thalamus qui est alors libre de stimuler sans restriction via des neurones à glutamate le cortex préfrontal, lieu du déclenchement de l’action.

Après réception d’un stimulus dans l’aire tegmentale ventrale (ATV), la dopamine libérée dans le striatum se fixe sur les récepteurs D2, ce qui active les neurones GABA qui vont vers le pallidum dont la stimulation est empêchée. En conséquence les neurones GABA qui vont du pallidum au noyau sous-thalamique ne pourront être activés et ne pourront réduire et contrôler son activité. Le noyau sous-thalamique pourra donc, par ses neurones à glutamate, stimuler à sa guise la substance noire réticulée. Comme celle-ci envoie des neurones GABA vers le thalamus, dans le but de réduire son activité, stimuler la substance noire réticulée conduit à réduire l’activité des neurones à glutamate du thalamus et donc la stimulation du cortex préfrontal. L’action ne peut alors être déclenchée.

La prise de décision face aux produits psychoactifs

La substance noire réticulée est donc un carrefour qui reçoit un signal par la voie D1 et un autre par la voie D2. Après traitement de ces signaux, elle envoie un signal de sortie vers le thalamus. La stimulation de la voie D1 contribue à exciter le thalamus ainsi que le cortex et générer une action motrice, c’est l’accélérateur de la voiture, la voie pro-récompense, alors que la voie D2 a un rôle inverse, c’est le frein, la voie anti-récompense.
En situation normale, le contrôle de nos actions, la recherche de récompense et la prise de décision basée sur la récompense sont fonction de l’équilibre entre ces 2 voies. Le système fait preuve d’élasticité sous contrôle de la dopamine.
La prise de substance psychoactive amplifie la libération de dopamine dans le striatum. La dopamine va alors, de façon excessive, activer la voie D1 et inhiber la voie D2, ce qui permet le déclenchement de l’action de consommation et la procuration d’une récompense.

Premières consommations

Les expériences sur les modèles animaux en laboratoire ont montré qu’en cas d’administration unique ou répétée, de façon peu fréquente et irrégulière, ce sont les quadrants dorso-médians et ventraux du striatum qui étaient activés. Ces contacts avec le produit déclenchent les processus d’estimation de la récompense, d’apprentissage de l’obtention du produit, d’association entre récompense et condition d’obtention et enfin mémorisation de tous ces paramètres. A cette étape la consommation est réfléchie et décidée, elle apporte une récompense. Il s’agit d’une action dirigée vers un but.

Consommation chronique

Plus le produit est consommé, plus la dopamine inonde le striatum. Cela entraîne progressivement un affaiblissement de l’activation par la dopamine des quadrants ventraux et dorso-médians au profit du quadrant dorso-latéral, zone qui pilote les actions d’habitude. La consommation ne répond plus alors à une action dirigée vers un but mais à une action d’habitude. Ce passage vers un mode automatique pourrait être lié au fait que la valeur de la récompense procurée par le produit a été enregistrée et qu’il n’est plus besoin de réfléchir pour accomplir l’action de consommer. Les travaux en laboratoire ont montré que l’émergence d’une signalisation dans le quadrant dorso-latéral prédit le degré d’escalade de la consommation de drogues.

Une des caractéristiques du comportement « d’habitude » est que la valeur de la récompense reste stable, voire décroît légèrement, même si celle-ci s’accompagne d’effets secondaires désagréables. Des travaux ont montré qu’il existe dans le quadrant dorso-latéral du striatum un ensemble de neurones insensibles aux changements de la récompense attendue. Ils ne présentent pas une nette diminution de l’activité lorsque la récompense réelle est inférieure à celle prédite, contrairement aux neurones du striatum dorso-médian et ventral.
En pratique, cela signifie que lorsque la consommation est gérée par l’habitude, les conséquences négatives accompagnant la prise du produit n’altèrent pas la valeur de la récompense, d’où la persistance de consommation malgré ses effets secondaires nocifs. Le système est devenu rigide.

Rôle de l’amygdale

L’amygdale (sa dénomination découle de sa forme en amande, « amygdala » en latin) est une structure paire, une dans chaque hémisphère, localisée dans le lobe temporal. Elle est divisée en plusieurs parties qui reçoivent des informations provenant de plusieurs structures du cerveau dont l’aire tegmentale ventrale l’hypothalamus, l’hippocampe, le cortex orbito-frontal. Ces informations sont renvoyées après traitement vers ces mêmes structures auxquelles s’ajoutent le striatum et le tronc cérébral.

Préférence exclusive

L’amygdale fait partie du système de récompense. Elle intervient dans l’évaluation du caractère plaisant ou déplaisant des stimuli et joue un rôle central dans les réactions face à la peur, l’anxiété et le stress. Elle est fortement associée au développement et à la mémorisation des associations entre indice et récompense. Elle participe aussi à l’amplification de la motivation comme l’ont montré deux types d’expérience chez le rat.
Dans une cage ont été percés deux orifices dans lesquels les rats peuvent passer le nez. Dans le premier orifice ils recevaient une boulette de sucre, dans le deuxième une injection intraveineuse de cocaïne. Tous les rats avaient une électrode implantée dans le noyau central de l’amygdale afin de le stimuler. Si la stimulation était couplée à l’orifice délivrant du sucre, les rats négligeaient totalement le deuxième orifice qui délivrait de la cocaïne. Et c’était l’inverse si la stimulation était couplée à l’orifice cocaïne. Dans une deuxième expérience, une tige électrifiée était disposée dans la cage. Les rats avaient là encore une électrode implantée dans le noyau central de l’amygdale. Par curiosité ils la touchaient la tige une fois ou deux mais comme ils recevaient une discrète décharge électrique ils l’évitaient ensuite soigneusement. Par contre lorsque le noyau central était stimulé, les rats continuaient à aller vers la tige en dépit du choc électrique qu’ils recevaient. Donc l’excitation répétée du noyau central de l’amygdale participe à la création d’une préférence exclusive pour des récompenses particulières.
Appliqués à l’être humain, ces résultats pourraient expliquer pourquoi l’addiction à un produit ou un comportement s’accompagne d’une négligence relative des autres récompenses.

L’amygdale reçoit de nombreuses connexions de l’hypothalamus et de l’hippocampe. Ces structures sont fortement sollicitées en cas de stress (voir article Quels sont les liens entre stress et addiction ?). Tout stress, qu’il soit provoqué par un événement extérieur désagréable ou, par exemple par le manque, craving en anglais, chez une personne addict, conduit à l’activation de l’amygdale, ce qui peut déclencher le besoin de consommer pour calmer les effets négatifs du stress. De plus, l’hippocampe est un lieu de stockage des souvenirs épisodiques. Pour rappel, la mémoire épisodique est un système mnésique chargé de l’encodage, du stockage à long terme, et de la récupération des événements personnellement vécus : quel événement, quand, avec qui et où (voir Dossier Mémoire). Tout indice rappelant le produit, par exemple la soirée avec les amis, la musique entendue, etc…, peut donc aussi déclencher l’activation de l’amygdale, et comme celle-ci a enregistré l’association entre l’indice et la récompense apportée par le produit, elle générera l’envie ou le besoin de consommer.

La prise répétée de produits psychoactifs ou la répétition des comportements addictifs dérégule le fonctionnement du striatum et de l’amygdale. On peut alors imaginer que cela génère une boucle pernicieuse. Un indice active l’amygdale ce qui déclenche l’envie ou le besoin de consommer. La décision de consommer n’est plus réfléchie, elle n’est plus dirigée vers un but mais est devenue une « habitude » automatique car désormais gérée par le striatum dorsal. La consommation apporte une récompense assortie de conséquences négatives. Ces dernières engendrent un stress qui active l’amygdale et on revient au départ de la boucle. La consommation est alors compulsive.

Prochaine partie du dossier sur la perte de contrôle et le sevrage : Les mécanismes de l’addiction – 3/3