Peur, anxiété et angoisse Désir, amour, attachement

Quel chemin trace le désir ? La piste de l’ocytocine

Plusieurs noyaux hypothalamiques montrent un dimorphisme sexuel. Cela veut dire qu’un même noyau n’aura pas la même taille, le même nombre de neurones ou la même fonction selon qu’on le considère dans un cerveau d’homme ou de femme. Certaines de ces différences peuvent être visibles au microscope tandis que d’autres, plus subtiles, consistent en des changements dans la connectivité et dans la sensibilité à certaines molécules. Considérant les différences importantes reliées à la reproduction et aux comportements sexuels, il n’est pas surprenant qu’il en soit ainsi. Les hommes et les femmes répondent par exemple différemment aux hormones sexuelles  (comme l’œstrogène ou la progestérone) circulant dans le sang en partie à cause du caractère dimorphique des noyaux hypothalamiques qui expriment les récepteurs membranaires de ces hormones. On sait que les hormones sexuelles, dont les taux diffèrent très tôt selon le sexe, agissent durant certaines périodes critiques durant le développement pré et post-natal d’un individu. Il en résulte une différenciation sexuelle non seulement des organes génitaux externes et, à l’adolescence, des caractères sexuels secondaires, mais également de certains noyaux hypothalamiques et de leur connectivité entre eux et avec d’autres régions du cerveau. Parmi ces noyaux hypothalamiques qui montrent un dimorphisme sexuel, il y a tout d’abord le noyau préoptique : il est deux fois plus grand chez l’homme et contient environ deux fois plus de neurones. Ce dimorphisme n’apparaîtrait toutefois qu’autour de l’âge de 4 ans. Chez l’adulte, on sait que les neurones de ce noyau sécrètent le facteur de libération des gonadotrophines, ces hormones libérées par l’hypophyse pour contrôler plusieurs fonctions sexuelles distinctes chez l’homme et la femme par l’entremise de leurs glandes sexuelles, elles aussi bien différentes (ovaires chez la femme, testicules chez l’homme). On peut concevoir assez aisément que le caractère cyclique de l’ovulation chez la femme par exemple, qui n’a pas de contrepartie chez l’homme, implique également, dans ses mécanismes de contrôle cérébraux, des différences morphologiques et fonctionnelles. On sait par ailleurs que chez les primates mâles, l’activité du noyau préoptique, en particulier de sa partie médiane, est fortement associée au comportement sexuel : sa stimulation électrique augmente l’attirance pour la femelle, la fréquence des érections, des copulations et des éjaculations; sa lésion élimine les comportements sexuels et amène l’atrophie des gonades. Le noyau ventromédian est également une région de l’hypothalamus qui montre un dimorphisme sexuel. Ce noyau, impliqué dans la sensation de satiété, va  également, dans un contexte sexuel, encourager la lordose caractéristique qui expose les parties génitales chez les femelles de mammifères. Le noyau suprachiasmatique, qui joue un rôle central dans le contrôle des rythmes circadiens, mais intervient également dans les comportements sexuels, démontre lui aussi un dimorphisme sexuel : il est plutôt sphérique chez l’homme et plus allongé chez la femme. Une différence de forme qui pourrait sous-tendre une différence de connectivité.

LES VOIES DÉSIRANTES DE L'HYPOTHALAMUS

L’hypothalamus est une structure complexe du diencéphale qui permet de maintenir les fonctions vitales de l’organisme à l’intérieur de certaines limites physiologiques (ce qu’on appelle l’homéostasie). Il est intimement lié à l’hypophyse par l’entremise de ses neurohormones qui modulent les sécrétions hormonales hypophysaires et leurs multiples effets sur le corps.

L’hypothalamus est également connecté à de nombreuses autres régions du cerveau afin d’assurer ce rôle de centre d’intégration des signaux pour la survie générale de l’organisme. Bien que la plupart de ces connexions soient bidirectionnelles, il est pratique de distinguer les faisceaux de fibres hypothalamiques afférentes et efférentes.

Du côté des fibres afférentes, celles qui arrivent par exemple dans les corps mamillaires représentent une voie ascendante importante pour l’hypothalamus. Elles proviennent entre autres du tegmentum du mésencéphale et de la moelle épinière.

Le faisceau corticohypothalamique provient pour sa part, comme son nom l’indique, de diverses régions du cortex et se projette dans plusieurs noyaux hypothalamiques. On connaît plusieurs des routes spécifiques qui forment cette « autoroute » : celle qui part de la région corticale 6 pour aboutir dans les noyaux postérieurs et latéraux de l’hypothalamus; celle du cortex préfrontal qui se projette directement au noyau supraoptique, et indirectement en passant par le thalamus; celle qui part de la partie postérieure du cortex orbital olfactif pour se rendre jusqu’aux noyaux paraventriculaire et ventromédian; etc.

Il ne fait pas de doute que c’est par l’entremise de ces voies que nous pouvons consciemment influencer notre activité viscérale, par exemple avoir mal au ventre à cause de l’anxiété ou avoir des réponses physiologiques d’excitation sexuelle par de simples pensées érotiques. Cela dit, il est certain aussi que l’hypothalamus n’est pas entièrement sous contrôle cortical, comme en fait foi notre incapacité à augmenter ou diminuer notre pression sanguine à volonté, par exemple.

L’hypothalamus reçoit évidemment plusieurs fibres afférentes du thalamus situé juste au-dessus de lui. Ces fibres thalamohypothalamiques comprennent celles qui partent des noyaux antérieurs du thalamus et qui se terminent dans les corps mamillaires, ainsi que celles qui viennent surtout de la région dorsomédiale du thalamus et aboutissent dans le noyau antérieur de l’hypothalamus.

L’hippocampe et l’amygdale envoient aussi des axones dans l’hypothalamus, le premier par un long faisceau recourbé appelé fornix, et la seconde par un faisceau semblable appelé la stria terminalis. La cible du fornix est constituée des corps mamillaires, tandis que celle de la stria terminalis comprend les noyaux préoptique, antérieur et ventromédian. Le tout fait partie d’une composante importante du système limbique appelé circuit de Papez.

Le « medial forebrain bundle » (ou MFB) est un faisceau important de fibres nerveuses qui traverse le noyau hypothalamique latéral en se prolongeant tant rostralement que caudalement. Pour l’hypothalamus, il contient à la fois des fibres afférentes et efférentes qui le mettent en relation autant avec certaines aires corticales qu’avec le tronc cérébral.

Du côté des sorties, l’hypothalamus dispose de deux moyens pour influencer d’autres parties du cerveau et du corps : les projections nerveuses, bien sûr, mais aussi les sécrétions neuroendocrines vers l’hypophyse.

Parmi les voies nerveuses, on retrouve le faisceau thalamohypothalamique déjà décrit dans les afférences. Celui-ci est en effet bidirectionnel et possède en son sein des fibres nerveuses qui vont de la région mamillaire de l’hypothalamus au noyau thalamique antérieur. De là, d’autres neurones prennent le relais et projettent leur axone au cortex cingulaire dont l’activité peut ainsi être influencée par l’hypothalamus.

D’autres fibres nerveuses quittent les corps mamillaires de l’hypothalamus pour descendre dans les noyaux de la formation réticulée du tronc cérébral.

Un autre faisceau important, celui des fibres périventriculaires, est constitué de fibres nerveuses qui partent notamment des noyaux postérieur et supraoptique de l’hypothalamus. Bien qu’il y ait une petite composante ascendante vers des noyaux thalamiques, la plupart de ces fibres descendent vers différents noyaux du tronc cérébral responsables entre autres de la respiration et de la pression sanguine, et même plus bas dans la moelle épinière.

Les relations neurosécrétoires que l’hypothalamus entretient avec l’hypophyse sont de deux types. D’une part, la voie hypothalamo-hypophysaire, où des neurones des noyaux paraventriculaires et supraoptiques projettent leur axone dans le lobe postérieur de l’hypophyse. Ceux-ci y déversent deux neurohormones : l’ocytocine et la vasopressine. La première est sécrétée lors de l’accouchement et participe au sentiment amoureux ainsi qu’au lien social, et la seconde est impliquée dans le contrôle de la réabsorption de l’eau par les reins.

D’autre part, la région périventriculaire de l’hypothalamus, par l’entremise de ses neurones dits parvocellulaires, est la source d’un second type de sortie neurosécrétoire de l’hypothalamus, cette fois-ci en direction du lobe antérieur de l’hypophyse. Ces neurones projettent leur axone dans le système porte hypothalamo-hypophysaire, un réseau de capillaires sanguins grâce auquel les facteurs de libération hypothalamiques vont atteindre les cellules glandulaires du lobe antérieur de l’hypophyse.

Le noyau arqué, situé à la base de la région périventriculaire de l’hypothalamus, est un exemple de région hypothalamique possédant plusieurs sous-populations de ces neurones parvocellulaires ayant une fonction neuroendocrine.

Les axones de ces neurones, situés surtout dans la région ventrolatérale du noyau arqué, forment ce qu’on appelle la voie tubéro-infundibulaire qui déverse de la dopamine dans le système porte hypothalamo-hypophysaire. Des cellules glandulaires hypophysaires qui possèdent des récepteurs à la dopamine vont alors diminuer leur libération de prolactine, une hormone qui a plusieurs effets : croissance des glandes mammaires et production du lait chez la femme, sensation de bien-être après l’orgasme chez les deux sexes.

Comme les neurones dopaminergiques du noyau arqué sont eux-mêmes inhibés par la succion du bébé qui tète, l’inhibition d’un effet inhibiteur sur les cellules hypophysaires de prolactine va produire une augmentation de la production de celle-ci, et donc plus de lait pour le bébé (voir l’encadré sur les boucles de rétroaction).

Certaines études tentent de mettre le dimorphisme sexuel observé dans l’hypothalamus (voir l’encadré à gauche) en relation avec l’orientation et l’identité sexuelle des individus. En effet, des chercheurs comme Swaab et Hofman ont constaté, dès 1990, que chez les hommes homosexuels, le volume du noyau suprachiasmatique est presque le double de ce qu’il est chez les hétérosexuels. D’où leur hypothèse que la différence de taille de ce noyau chez les hommes homosexuels par rapport aux hétérosexuels pourrait être lié à l’orientation sexuelle. La même équipe avait publié, en 1995, les résultats d’une expérience où l’on injectait une substance capable de bloquer l’action de la testostérone à des rats, avant ou après leur naissance. Une fois devenus adultes, ces rats avaient un noyau suprachiasmatique plus gros et un comportement bisexuel. L’étude de Simon LeVay en 1991 avait pour sa part fait parler d’elle en montrant que le troisième noyau interstitiel de l’hypothalamus antérieur (NIHA-3) est au moins deux fois plus gros chez les hommes hétérosexuels que chez les hommes homosexuels ou les femmes hétérosexuelles.   En 2004 et 2006, Berglund et ses collègues ont procédé à des études d’imagerie cérébrale pour observer l’activité de l’hypothalamus lorsqu’une personne sent la testostérone présente dans la sueur des hommes et les oestrogènes présentes dans l’urine des femmes. Ces études ont montré que l’hypothalamus des hommes hétérosexuels, mais également des femmes homosexuelles, s’activait avec l’odeur des oestrogènes. Et qu’à l’inverse, la testostérone activait l’hypothalamus des femmes hétérosexuelles et des hommes homosexuels. Dans l’ensemble, ces résultats sont cohérents avec le continuum observé dans la sexualité humaine. Ces dimorphismes cérébraux pourraient se mettre en place sous l’effet précoce des hormones agissant sur ces noyaux hypothalamiques qui influencent divers aspects de la sexualité. Durant le développement, de faibles taux d’androgènes circulants pourraient par exemple  « féminiser » le cerveau de certains hommes qui deviendraient homosexuels, tandis que des taux élevés d’androgènes pourraient « masculiniser » le cerveau des femmes homosexuelles. Mais les facteurs à l’origine de l’orientation sexuelle sont multiples et complexes (voir la capsule sur l’homosexualité ci-bas). Les taux hormonaux précoces ne semblent pas être le fin mot de l’histoire, car les circuits nerveux adultes conservent une certaine plasticité de sorte que l’expérience vécue pourrait être à l’origine d’un dimorphisme plus tardif. Comme la plupart du temps avec le développement du cerveau, on est sans doute en présence d’une combinaison de facteurs intrinsèques et extrinsèques, génétiques et épigénétiques.