Une étude menée par John Wemmie, M.D., Ph.D., neuroscientifique à l’Université de l’Iowa, publiée dans les Actes de l’Académie Nationale des Sciences (PNAS) Early Edition, met en lumière un lien intéressant entre l’acidité cérébrale et divers troubles mentaux, tels que les troubles paniques, l’anxiété et la dépression. Les résultats suggèrent que les variations du pH dans le cerveau jouent un rôle significatif dans le fonctionnement normal de l’activité cérébrale.
Le professeur Wemmie explique :
« Nous sommes fascinés par l’idée que le pH dans le cerveau pourrait fluctuer en fonction de son activité. Nous avons étudié des récepteurs sensibles aux variations de pH, ce qui laisse supposer que ces changements pourraient agir comme des signaux dans le fonctionnement cérébral normal. »
Selon ses recherches, le cerveau a besoin de protéines sensibles à l’acidité pour générer des réponses de peur adéquates, ainsi que pour l’apprentissage et la mémoire, comme démontré dans des études sur des souris. Bien qu’il soit facile de mesurer le pH du sol avec des kits disponibles dans le commerce, il n’existe pas encore d’outil simple pour évaluer les variations de pH dans le cerveau humain.
En collaboration avec Vincent Magnotta, Ph.D., professeur agrégé en radiologie, psychiatrie et ingénierie biomédicale, l’équipe a mis au point une méthode non invasive innovante pour détecter et suivre les changements de pH dans les cerveaux vivants.
Leur technique d’imagerie par IRM offre des preuves probantes que des variations de pH se produisent avec le fonctionnement normal du cerveau humain, en particulier lors de l’évaluation des fluctuations globales du pH dans le cerveau des souris. Ils ont observé que le signal augmentait lors de l’inhalation de dioxyde de carbone, abaissant ainsi le pH et rendant le cerveau plus acide, tandis que l’administration de bicarbonate réduisait le signal IRM en augmentant le pH cérébral. Il est à noter que la relation entre le signal mesuré et le pH était linéaire dans la plage testée.
Significativement, cette méthode semble également capable de détecter l’activité cérébrale localisée. Dans une expérience classique, l’équipe a stimulé la région du cerveau associée à la vision en demandant aux participants d’observer un damier clignotant. Ils ont constaté que l’IRM révélait une diminution du pH dans cette région spécifique.
Magnotta, spécialiste des techniques d’imagerie cérébrale par IRM, déclare : « Notre étude démontre que nous avons une méthode pour mesurer les variations de pH dans le cerveau et que cette technique suggère que ces changements sont liés à la fonction cérébrale. »
Wemmie ajoute : « Les résultats soutiennent notre hypothèse selon laquelle l’activité cérébrale peut influencer le pH local dans le cerveau humain durant des activités normales. Cela implique que les variations de pH pourraient être un élément clé d’un système de signalisation affectant l’activité cérébrale et la fonction cognitive. »
Cette nouvelle technique pourrait également offrir une alternative à l’IRM fonctionnelle (IRMf), qui mesure actuellement l’activité cérébrale en détectant les niveaux d’oxygène dans le sang des régions cérébrales actives. En revanche, la méthode développée réagit aux variations de pH indépendamment des changements d’oxygénation sanguine.
Wemmie précise : « Ce que nous démontrons, c’est que notre méthode de détection de l’activité cérébrale repose probablement sur les variations de pH et, plus important encore, elle est distincte des signaux mesurés par l’IRMf. Cela nous offre un nouvel outil pour explorer l’activité cérébrale. »
Des recherches antérieures ont mis en évidence que les modifications du pH pourraient jouer un rôle crucial dans certaines maladies psychiatriques, notamment l’anxiété et la dépression. La nouvelle approche pourrait permettre à Wemmie et à son équipe d’approfondir l’étude de l’impact des variations du pH dans ces conditions.
Il conclut en déclarant :
« L’activité cérébrale pourrait différer chez les personnes atteintes de troubles cérébraux, comme les troubles bipolaires ou la dépression, ce qui pourrait se refléter dans nos mesures. En fin de compte, si ce signal s’avère anormal ou perturbé, cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles cibles pour le traitement. »
### Perspectives de Recherche Actuelle
Les recherches récentes continuent d’explorer le lien entre l’acidité cérébrale et les troubles mentaux. Une étude de 2024 a révélé que des niveaux de pH anormaux dans le cerveau pourraient être associés à une plus grande susceptibilité aux crises d’anxiété. De plus, des investigations supplémentaires ont montré que des interventions visant à réguler le pH cérébral pourraient offrir des avenues prometteuses pour le traitement de la dépression.
Les données actuelles suggèrent que la modulation du pH pourrait potentiellement influencer la plasticité synaptique, un aspect essentiel de l’apprentissage et de la mémoire. Des chercheurs à l’Université de Harvard ont récemment démontré que des ajustements du pH dans des cultures cellulaires neuronales pouvaient améliorer la communication entre les neurones, un pas important vers des applications cliniques.
En somme, l’interaction entre l’acidité cérébrale et la fonction cognitive est un domaine de recherche en pleine expansion, et les avancées technologiques dans la détection des changements de pH ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre et traiter les maladies mentales. Ce champ prometteur pourrait transformer notre approche des troubles psychiatriques, offrant de nouvelles stratégies thérapeutiques adaptées aux besoins spécifiques des patients.
Écrit par Christine Kearney
