TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
David Anderson : Votre cerveau est bien plus qu'une bouillie de substances chimiques
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Les médicaments modernes de la psychiatrie traitent la chimie du cerveau dans son ensemble, mais le neurobiologiste David Anderson a une vision plus nuancée de la manière dont le cerveau fonctionne. Il met la lumière sur une étude récente qui pourrait mener à des traitements psychiatriques médicamenteux ciblés -- qui seraient plus efficaces et sans effets indésirables. Comment fait-il ? Pour commencer, en agaçant un groupe de mouches à fruits. (Filmé à TEDxCaltech.)
David Anderson - Neurobiologist
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger. Full bio
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger. Full bio
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00:16
So raise your hand if you know someone
0
630
3228
Alors, levez la main si vous connaissez quelqu'un
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
dans votre famille proche ou au sein de votre cercle d'amis
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
qui souffre d'une quelconque forme de maladie mentale.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
Oui. C'est bien ce que je pensais. Je ne suis pas surpris.
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
Maintenant levez la main si vous pensez que
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
la recherche fondamentale sur les mouches à fruits a quelque chose à voir
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
avec la compréhension des maladies mentales de l'homme.
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
Oui. C'est bien ce que je pensais. Là aussi, je ne suis pas surpris.
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
Je vois que j'ai du pain sur la planche ici.
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
Comme le Docteur Insel nous l'a dit ce matin,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
les troubles psychiatriques tels que l'autisme, la dépression ou la schizophrénie
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
font des ravages terribles sur la souffrance humaine.
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
On sait bien moins comment les traiter
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
et comprendre leur mécanisme de base
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
que pour les maladies du corps.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
Réfléchissez-y : En 2013,
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
deuxième décennie du millénaire,
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
si on s'inquiète d'avoir un cancer
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
et qu'on va chez le médecin, on nous fait une scintigraphie osseuse,
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
une biopsie et des tests sanguins.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
En 2013, si on pense faire une dépression,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
on va chez le médecin, et à quel examen on vous soumets ?
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
Un questionnaire.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
En fait, on peut notamment expliquer cela en raison
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
de notre vision simpliste et de plus en plus dépassée
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
de l'origine biologique des troubles psychiatriques.
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
Nous avons tendance à les considérer --
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
et la presse populaire aide et soutient ce point de vue --
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
comme un dérèglement chimique au niveau du cerveau
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
comme si le cerveau était une espèce de bouillie de substances chimiques,
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
pleine de dopamine, de sérotonine et de norépinephrine.
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
Ce point de vue est conditionné par le fait
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
que beaucoup des médicaments prescrits pour soigner ces troubles,
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
tels que le Prozac, agissent en changeant complètement la chimie du cerveau,
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
comme si le cerveau n'était en effet qu'une bouillie de substances chimiques.
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
Mais cela ne peut être la solution,
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
car ces médicaments ne marchent pas si bien que ça.
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
Beaucoup vont refuser ou arrêter de les prendre
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
à cause de leurs effets indésirables.
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
Ces médicaments ont tant d'effets secondaires
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
car les utiliser pour traiter un trouble psychiatrique complexe
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
c'est un peu comme si on essayait de changer l'huile de votre moteur
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
en ouvrant un bidon et en le déversant sur tout le moteur.
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
Une petite quantité ira au bon endroit,
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
mais le reste fera plus de mal que de bien.
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
Il y a actuellement un point de vue qui émerge,
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
dont le Docteur Insel vous a également parlé ce matin,
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
selon laquelle les troubles psychiatriques sont en réalité
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
une perturbation des circuits neurologiques qui contrôlent
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
les émotions, l'humeur et l'affect.
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
Quand on pense aux sciences cognitives,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
on fait une analogie du cerveau avec un ordinateur. Ça n'est pas un problème.
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
Et bien, il se trouve que l'analogie de l'ordinateur
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
est tout aussi valide pour les émotions.
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
C'est juste qu'on n'a pas
l'habitude d'y penser ainsi.
l'habitude d'y penser ainsi.
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
Mais on en sait bien moins sur les bases du circuit
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
des troubles psychiatriques
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
à cause de la prédominance écrasante
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
de cette hypothèse du dérèglement chimique.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
Ça n'est pas que les substances chimiques ne soient pas importantes
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
dans les troubles psychiatriques.
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
C'est juste que le cerveau ne flotte pas dans une bouillie chimique.
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
En revanche, elles sont libérées à des emplacements spécifiques
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
et elles agissent sur des synapses spécifiques
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
afin de changer le flux d'informations dans le cerveau.
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
Donc, si on veut vraiment comprendre
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
les bases biologiques des troubles psychiatriques,
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
il faut localiser ces emplacements dans le cerveau
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
là où ces substances chimiques agissent.
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
Sinon, nous allons continuer à verser de l'huile partout sur notre moteur mental
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
et à en payer les conséquences.
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
Et pour commencer à dépasser notre ignorance
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
du rôle de la chimie du cerveau dans les circuits du cerveau,
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
il est utile de travailler sur ce que nous biologistes appelons
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
« des "organismes modèles »,
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
les animaux tels que les mouches à fruits ou les souris de laboratoire,
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
sur lesquels nous pouvons appliquer de puissantes techniques génétiques
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
pour identifier et localiser à l'aide de molécules
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
des catégories spécifiques de neurones,
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
comme nous l'a expliqué Allan Jones ce matin.
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
De plus, une fois qu'on a fait ça,
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
on peut activer des neurones spécifiques,
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
ou alors détruire ou inhiber l'activité de ces neurones.
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
Si on inhibe un type de neurone en particulier,
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
et qu'on découvre qu'un comportement est boqué,
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
on peut alors conclure que ces neurones
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
sont nécessaires à ce comportement
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
D'autre part, si on active un groupe de neurones
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
et qu'on découvre qu'ils produisent le comportement,
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
on peut conclure que ces neurones sont suffisants pour ce comportement
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
En faisant des tests de ce genre,
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
on peut établir une relation de cause à effet
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
entre l'activité de certains neurones
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
dans des circuits en particulier et des comportements spécifiques,
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
quelque chose de difficile, voire impossible
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
à faire pour l'instant avec les hommes.
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
Mais un organisme
tel qu'une mouche à fruit peut-il -- c'est- à-dire
tel qu'une mouche à fruit peut-il -- c'est- à-dire
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
un formidable organisme modèle
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
parce qu'elle est dotée d'un petit cerveau,
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
elle est capable de comportements
complexes et sophistiqués,
complexes et sophistiqués,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
elle se reproduit rapidement
et elle ne coûte pas cher.
et elle ne coûte pas cher.
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
Mais un organisme comme celui-ci peut-il
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
nous apprendre quoi que ce soit
sur l'état émotionnel ?
sur l'état émotionnel ?
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
Ces organismes sont-ils même dotés d'états émotionnels
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
ou sont-ils simplement
des petits robots numériques ?
des petits robots numériques ?
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
Charles Darwin pensait que les insectes
sont dotés d'émotions
sont dotés d'émotions
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
et les expriment dans leur comportement, comme il l'a écrit
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
dans sa monographie de 1872 sur l'expression des émotions chez l'homme et les animaux.
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
Mon collègue éponyme, Seymour Benzer,
le pensait également.
le pensait également.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
Seymour est l'homme qui a introduit ici à CalTech, dans les années 60,
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
l'utilisation de la drosophile comme organisme modèle
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
pour étudier la connexion entre les gènes
et le comportement.
et le comportement.
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
Seymour m'a recruté pour CalTech fin des années 1980.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
Il a été mon Jedi et mon rabbin
tout le temps qu'il était ici
tout le temps qu'il était ici
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
et Seymour m'a appris à la fois à aimer les mouches
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
et à jouer avec la science.
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
Alors, comment poser cette question ?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
C'est une chose de croire que les mouches
ont des états émotionnels,
ont des états émotionnels,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
mais comment savoir si c'est vrai ou non ?
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
Alors, on déduit souvent
l'état émotionnel des humains,
l'état émotionnel des humains,
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
comme vous allez l'entendre plus tard aujourd'hui,
à partir des expressions faciales.
à partir des expressions faciales.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
Cependant, c'est quelque peu difficile de faire ça avec les mouches à fruit.
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(Rires)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
C'est un peu comme atterrir sur Mars
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
et regarder par la fenêtre du vaisseau spatial
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
tous les petits hommes verts qui l'entourent
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
et essayer de décider, « Comment vais-je savoir
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
s'ils ressentent des émotions ou non ? »
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
Que peut-on faire ? Ça n'est pas si facile.
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
Eh bien, l'une des manières par laquelle on peut commencer
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
c'est essayer de définir des caractéristiques générales
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
ou des propriétés des états émotionnels
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
telle que l’excitation, et voir si on peut identifier
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
certains comportements de mouche, qui montreraient certaines de ces propriétés.
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
Trois importants comportements auxquels je pense
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
sont la persistance, les nuances d'intensité et la valence.
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
La persistance, c'est la longévité.
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
Nous savons tous que le stimulus qui déclenche une émotion
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
fait perdurer cette émotion bien après que le stimulus a pris fin.
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
Les nuances de l'intensité, c'est ce à quoi çà ressemble.
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
On peut augmenter ou diminuer l'intensité d'une émotion.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
Quand on est un peu malheureux, on a les coins de la bouche
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
qui s'abaissent et on renifle,
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
et si on est vraiment malheureux,
on a des larmes qui coulent sur le visage
on a des larmes qui coulent sur le visage
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
et on peut même sangloter.
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
La valence, c'est le bien ou le mal, le positif ou le négatif.
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
On a donc décidé de voir si on arrivait à pousser les mouches à exhiber
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
le type de comportement qu'on observe
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
chez la guêpe à une table de pique-nique,
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
vous savez, celle qui n'arrête pas de revenir sur votre hamburger
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
plus on essaie vigoureusement de l’éloigner,
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
et qui semble s'énerver de plus en plus.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
On a alors élaboré un appareil, qu'on a appelé « machine à bouffées d'air »
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
grâce auquel on arrive à envoyer aux mouches des petites bouffées d'air courtes
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
dans ces petits tubes de plastique de notre expérience en laboratoire
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
et à les repousser.
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
Et on a découvert que
quand on envoie à ces mouches
quand on envoie à ces mouches
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
plusieurs bouffées en série
dans cette machine à bouffées d'air,
dans cette machine à bouffées d'air,
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
elles deviennent un peu hyperactives
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
et elles continuent à voler en rond pendant un moment après qu'on arrête les bouffées d'air
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
et il leur faut un certain temps avant de se calmer.
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
On a alors quantifié ce comportement
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
à l'aide d'un logiciel de suivi locomoteur personnalisé
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
développé avec mon collaborateur Pietro Perona,
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
qui fait partie de la division d'ingénierie électrique ici à CalTech.
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
Cette quantification a montré que,
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
sur la base d'une série d'expériences de ces bouffées d'air,
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
les mouches semblent entrer
dans une sorte d'état d'hyperactivité
dans une sorte d'état d'hyperactivité
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
qui persiste assez longtemps
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
et semble également avoir des nuances.
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
Davantage de bouffées,
ou des bouffées plus intenses
ou des bouffées plus intenses
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
augmentent la durée de l'état [d'hyperactivité].
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
Alors, on a voulu essayer de comprendre
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
ce qui contrôle la durée de cet état.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
On a donc décidé d'utiliser notre machine à bouffées d'air
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
et notre logiciel de suivi automatisé
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
afin de cribler des centaines de mouches mutantes
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
et voir si on arrivait à en trouver qui exhibaient une réponse anormale aux bouffées d'air.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
Et c'est une des choses les plus captivantes sur les mouches à fruits.
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
Il y a des répertoires grâce auxquels on peut tout simplement passer un coup de fil
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
et commander des centaines de fioles de différentes mouches mutantes
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
et les cribler de tests pour déterminer
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
quel gène est affecté par la mutation.
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
En faisant ce criblage, on a découvert une mutante
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
qui avait besoin de beaucoup plus de temps pour se calmer
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
après les bouffées d'air,
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
et quand on a examiné le gène qui était affecté par cette mutation,
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
il s'est avéré qu'il codait un récepteur de la dopamine.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
En effet, les mouches, comme les hommes, ont de la dopamine
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
qui agit sur leur cerveau et leurs synapses
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
grâce aux mêmes molécules réceptrices de dopamine
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
que vous et moi avons.
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
La dopamine remplit plusieurs fonctions importantes du cerveau,
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
dont l'attention, l'excitation, la récompense,
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
et on a fait un lien des troubles du système de la dopamine
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
avec un certain nombre de troubles mentaux dont l'usage de la drogue,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
la maladie de Parkinson et le TDAH [trouble du déficit de l'attention avec hyperactivité].
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
En génétique, ça va un peu à l'encontre de l'intuition.
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
On a tendance à induire la fonction normale de quelque chose
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
en observant ce qui ne se produit pas quand on la retire,
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
et en lui attribuant la fonction opposée de ce qu'on observe.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
Alors quand on retire le récepteur de dopamine
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
et la mouche a besoin de davantage de temps pour se calmer,
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
on induit que la fonction normale de ce récepteur et de la dopamine
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
est de faire en sorte que les mouches se calment plus rapidement après les bouffées.
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
Et ça rappelle un peu le TDAH,
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
qu'on a imputé à des troubles du système de la dopamine chez l'homme.
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
En effet, si on augmente le niveau de dopamine des mouches normales
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
en leur donnant de la cocaïne
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
après avoir obtenu la licence appropriée de la DEA [NDT : La DEA est l'agence de lutte contre la drogue aux États-Unis]
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
-- Oh mon Dieu -- (Rires) --
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
on observe que ces mouches qui on reçu de la cocaïne
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
se calment plus rapidement que les mouches normales,
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
ce qui n'est pas sans rappeler le TDAH
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
qui est souvent traité avec des médicaments tels que la Ritalin
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
qui agit de manière similaire à la cocaïne.
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
J'ai progressivement commencé à réaliser que ce qui, au début,
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
était une tentative plutôt amusante d'agacer des mouches
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
pourrait en fait s'avérer pertinent
avec un trouble mental humain.
avec un trouble mental humain.
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
Mais, jusqu'où va cette analogie ?
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
Comme beaucoup d'entre vous le savent, les personnes qui souffrent du TDAH
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
ont également des difficultés d'apprentissage.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
Est-ce également le cas pour nos mouches au récepteur de dopamine mutant ?
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
Il est assez remarquable que la réponse à cette question est positive.
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
Comme Seymour l'a démontré dans les années 1970,
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
les mouches comme les oiseaux chanteurs, comme je viens de vous le dire,
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
ont une capacité d'apprentissage.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
On peut apprendre à une mouche à éviter une odeur, représentée ici en bleu,
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
si on accouple cette odeur à un choc.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
Alors, quand on donne la possibilité à ces mouches entraînées de choisir
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
entre un tube avec une odeur couplée à un choc et une autre odeur,
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
elles évitent le tube qui contient l'odeur bleue qui est couplée à un choc.
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
Eh bien, si on fait ce test à des mouches dont le récepteur de dopamine est mutant,
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
elles n'apprennent pas. Leur score d'apprentissage est nul.
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
Elles sont recalées chez CalTech.
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
Ça signifie donc que ces mouches font preuve de deux anomalies,
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
ou phénotypes, comme nous, généticiens, les appelons,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
qu'on trouve dans le TDAH : hyperactivité et difficulté d'apprentissage.
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
Mais alors, quelle est la relation de cause à effet, s'il y en a une, entre ces phénotypes ?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
Avec le TDAH, on suppose souvent que l'hyperactivité
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
est la cause des difficultés d'apprentissage.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
Les enfants n'arrivent pas à rester assis suffisamment longtemps pour se concentrer et ils n'arrivent pas à apprendre.
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
Mais il se pourrait tout aussi bien que ce sont les difficultés d'apprentissage
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
qui causent l'hyperactivité.
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
Parce que les enfants n'arrivent pas à apprendre, ils recherchent d'autres choses pour se distraire.
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
Et une autre possibilité, c'est qu'il n'y a aucune relation
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
entre les difficultés d'apprentissage et l'hyperactivité
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
mais qu'elles sont causées par un mécanisme sous-jacent propre au TDAH.
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
On se pose depuis longtemps cette question
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
chez l'homme, mais chez les mouches on peut tester cette relation.
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
Pour se faire, on plonge bien profondément dans l'esprit
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
de la mouche et on commence à démêler ses circuits à l'aide de la génétique.
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
On prend nos mouches au récepteur de dopamine mutant
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
et on rétablit génétiquement le récepteur de dopamine, c'est-à-dire qu'on le traite,
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
en réintroduisant une copie correcte
du gène du récepteur de dopamine
du gène du récepteur de dopamine
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
dans le cerveau de la mouche.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
Mais pour chaque mouche, on le réintroduit uniquement dans certains neurones
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
et pas dans d'autres, puis on teste
chez chacune de ces mouches
chez chacune de ces mouches
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
leur capacité à apprendre
et leur propension à l'hyperactivité.
et leur propension à l'hyperactivité.
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
Il est assez remarquable de noter qu'on peut dissocier totalement ces deux anomalies.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
Quand on réintroduit une copie correcte du récepteur de dopamine
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
dans cette structure elliptique qu'on appelle le complexe central,
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
les mouches ne font plus preuve d'hyperactivité, mais elles n'arrivent toujours pas à apprendre.
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
D'autre part, si on réintroduit le récepteur
dans une structure différente
dans une structure différente
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
qu'on appelle le corps de champignon
[NDT : aussi appelé "corpora pedunculata"]
[NDT : aussi appelé "corpora pedunculata"]
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
les difficultés d'apprentissage sont vaincues, les mouches apprennent bien,
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
mais elles font toujours preuve d'hyperactivité.
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
Tout ceci nous dit que le cerveau
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
de ces mouches ne flotte pas dans la dopamine comme dans une bouillie.
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
Au contraire, elle agit dans le contrôle
de deux fonctions différentes
de deux fonctions différentes
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
de deux circuits différents,
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
et donc la raison pour laquelle il y a deux anomalies chez nos mouches à récepteur de dopamine
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
c'est parce que le même récepteur contrôle
deux différentes fonctions
deux différentes fonctions
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
dans deux parties différentes du cerveau.
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
Est-ce également le cas chez les hommes qui souffrent du TDAH,
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
on ne le sait pas, mais ce genre de résultats
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
devrait au moins nous conduire à considérer cette possibilité.
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
Ces résultats nous ont donc convaincu plus que jamais, mes collègues et moi,
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
que le cerveau n'est pas une bouillie de substances chimiques,
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
et que c'est une erreur d'essayer de traiter des troubles psychiatriques complexes
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
en ne faisant que changer le goût de la bouillie.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
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Il nous faut utiliser notre ingénuité et notre connaissance scientifique
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to try to design a new generation of treatments
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pour essayer de concevoir une nouvelle génération de traitements
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that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
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qui ciblent des neurones et des parties spécifiques du cerveau
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that are affected in particular psychiatric disorders.
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qui sont affectés dans le cadre de troubles mentaux spécifiques.
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If we can do that, we may be able to cure these disorders
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Si on arrive à faire ça, on pourrait bien arriver à soigner ces troubles
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without the unpleasant side effects,
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sans les effets indésirables,
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putting the oil back in our mental engines,
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en réintroduisant l'huile dans nos moteurs mentaux
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just where it's needed. Thank you very much.
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uniquement là où il faut. Merci beaucoup.
ABOUT THE SPEAKER
David Anderson - NeurobiologistThrough his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger.
Why you should listen
How is emotional behavior encoded in the brain? And what parts of the brain are affected by depression, ADHD and anxiety? This is what neurobiologist David Anderson researches in his lab at the California Institute for Technology by studying the brains of lab mice and fruit flies. By looking at how neural circuits give rise to emotions, Anderson hopes to advance a more nuanced view of psychiatric disorders -- that they aren’t the result of a simple “chemical imbalance,” but of a chemical imbalance at a specific site that has a specific emotional consequences. By researching these cause-and-effect relationships, Anderson hopes to pave the way for the development of new treatments for psychiatric disorders that are far more targeted and have far fewer side effects.
Trained by two Nobel laureates, Gunter Blobel and Richard Axel, Anderson is also an investigator at the Howard Hughes Medical Institute.
David Anderson | Speaker | TED.com