Des chercheurs de l'Université de Bordeaux ont découvert que le cortex insulaire postérieur joue un rôle central dans la perception de la température, qu'elle soit chaude ou froide. Cette région du cerveau, longtemps restée insaisissable, agit comme un véritable « cortex thermique » en intégrant les informations envoyées par le corps.
L'étude, publiée dans la revue Nature, montre que certains neurones réagissent spécifiquement au froid, d'autres à la chaleur, et que de nombreux neurones répondent aux deux. Les neurones sensibles au froid s'activent plus rapidement et s'éteignent plus tôt que ceux sensibles à la chaleur, suggérant des voies distinctes pour la perception des températures froides et chaudes.
Une sensibilité thermique essentielle à la survie
La capacité à détecter des changements de température aussi minimes que 0,5 °C est cruciale pour les mammifères. Elle permet d'explorer l'environnement, de maintenir l'homéostasie et d'éviter les dangers comme les brûlures. Comme le souligne Mario Carta, neuroscientifique à l'Université de Bordeaux et auteur principal de l'étude : « Nous utilisons constamment les informations thermiques dans notre vie quotidienne. La chaleur brûlante quand on ouvre le four, le plaisir de tenir les mains de nos proches, la fraîcheur d'une glace sont autant de sensations qui nous permettent d'expérimenter pleinement l'environnement. »
Des siècles de questionnements sur la perception thermique
Dès le XVIIe siècle, René Descartes avait proposé l'existence d'une connexion anatomique entre la peau et le cerveau. En 1882, Magnus Blix démontra que la peau contient des points spécialisés sensibles au froid ou au chaud, distincts de ceux du toucher. Les travaux des 30 dernières années ont révélé les protéines moléculaires à l'origine de cette sensibilité, permettant à David Julius de recevoir le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 2021. Cependant, la manière dont le cerveau intègre ces informations pour créer une perception thermique restait inconnue.
Une découverte grâce à l'imagerie cérébrale chez la souris
Pour identifier le cortex thermique, les chercheurs ont utilisé des souris génétiquement modifiées exprimant un indicateur d'activité neuronale fluorescent. En combinant microscopie avancée et stimulation thermique de la patte avant, ils ont observé que le cortex somatosensoriel primaire ne réagissait pas au réchauffement, contrairement à ce qui était attendu. En revanche, le cortex insulaire postérieur montrait une activité marquée en réponse au froid et à la chaleur.
À l'aide d'un microscope à deux photons, ils ont analysé les réponses de neurones individuels. Les résultats montrent que les neurones « chauds » réagissent à la température absolue, tandis que les neurones « froids » répondent aux changements relatifs. Cette différence pourrait permettre d'anticiper les températures dangereuses et d'éviter les brûlures.
Confirmation par optogénétique
Pour prouver le rôle causal du cortex insulaire postérieur, les scientifiques ont utilisé l'optogénétique : en inhibant temporairement cette région par la lumière, des souris entraînées à lécher pour une récompense en eau en réponse à un stimulus thermique cessaient de le faire. Dès que l'inhibition était levée, le comportement revenait à la normale. Cette expérience démontre que le cortex insulaire postérieur est indispensable à la perception non douloureuse de la température.
Ces résultats ouvrent la voie à une meilleure compréhension des mécanismes de la perception thermique, qu'elle soit douloureuse ou non, et de son rôle dans les comportements et les interactions sociales. Comme le conclut Mario Carta : « Le cortex insulaire postérieur sert de cortex thermique, ce qui confirme une hypothèse longtemps débattue. »
