L’ocytocine est un neuropeptide impliqué dans la physiologie et le comportement maternels. Sa libération par le cerveau se produit pendant le travail et l’allaitement mais peut également être déclenchée par d’autres stimuli infantiles. Des études menées chez l’humain et chez le rongeur ont fourni de nouvelles informations sur les mécanismes neuronaux qui régulent l’activité des neurones producteurs d’ocytocine et la libération de cette hormone à la fois dans l’organisme et dans le cerveau.

Oxytocin is a neuropeptide involved in maternal physiology and behavior. Its release by the brain occurs during labor and breastfeeding but can also be triggered by other infantile stimuli. Studies in humans and rodents have provided new insights into the neural mechanisms that regulate the activity of oxytocin-producing neurons and the release of this hormone in both the body and the brain.

# L’ocytocine dans la parturition et la lactation

Les neurones hypothalamiques à ocytocine sont activés en réponse à l’étirement du col de l’utérus afin d’induire la libération périphérique d’ocytocine qui stimule les contractions utérines nécessaires à l’expulsion du fœtus et du placenta pendant le travail [3]. Les taux plasmatiques d’ocytocine atteignent un pic durant quelques minutes immédiatement avant la phase expulsive du travail et restent élevés jusqu’à 45 minutes après l’accouchement chez l’être humain [3]. Cette libération hormonale intermittente dans le sang pourrait s’expliquer par l’activité pulsatile des neurones hypothalamiques à ocytocine pendant la parturition.

Chez le rongeur, les cellules à ocytocine sont activées de manière rythmique avant la mise bas de chaque petit. Une étude menée chez des souris éveillées, à partir d’enregistrements de l’activité calcique (critère de substitution de l’activité électrique neuronale) dans une population de neurones à ocytocine au sein du noyau paraventriculaire (PVN) de l’hypothalamus, a démontré que chaque pic d’activité peut être observé dix à quinze secondes avant l’apparition des contractions abdominales de la mère [6]. Cette activité pulsatile des neurones à ocytocine dure environ dix minutes avant la mise bas de chaque petit de souris et est rarement observée après. Une augmentation similaire de l’activité électrique des neurones hypothalamiques individuels (vraisemblablement ocytocinergiques) chez des rats éveillés a été démontrée avant la mise bas et avant l’expulsion placentaire [7].

Au cours de l’allaitement, les taux plasmatiques d’ocytocine atteignent un pic à une échelle de temps plus lente, de l’ordre de plusieurs minutes, et suivent aussi un schéma pulsatile [3]. Les signaux tactiles émis par le nourrisson pendant la tétée sont détectés par des fibres sensorielles situées dans le mamelon et transmis par les voies nerveuses de la moelle épinière et du tronc cérébral avant d’atteindre l’hypothalamus [3]. Des études menées chez des rongeurs à l’aide de l’imagerie calcique des neurones à ocytocine ou d’enregistrements électrophysiologiques des neurones hypothalamiques (vraisemblablement ocytocinergiques) ont également montré une activation rythmique de ces cellules pendant la tétée. Il est important de noter que cette activité est observée à la fois au niveau des cellules individuelles et au niveau de la population cellulaire dans les cellules à ocytocine, qu’elle augmente au pic de la période de lactation chez les souris (aux alentours de la deuxième semaine post-partum), indépendamment de l’âge des petits autorisés à téter, et qu’elle diminue après le sevrage [6,8]. Ces résultats démontrent l’existence d’une plasticité neuronale dynamique dans le système ocytocinergique pendant la période post-partum.

# Importance de l’ocytocine lors des interactions avec les nourrissons

Des études récentes menées chez des rongeurs ont mis en lumière les mécanismes neuronaux qui sous-tendent l’activation des neurones hypothalamiques à ocytocine par différents stimuli sensoriels (tactiles, auditifs, visuels) dans des contextes autres que la parturition et l’allaitement.

Les stimuli tactiles provenant des bébés humains, par exemple, se produisent non seulement lors de la tétée mais aussi concomitamment aux mouvements de massage des mains qui précèdent la tétée, et sont suivis d’une augmentation des taux plasmatiques d’ocytocine chez la mère durant plusieurs minutes [9]. Cela démontre que le contact peau à peau avec l’enfant peut également stimuler la libération d’ocytocine chez l’être humain. Parallèlement, des études menées chez des rongeurs adultes non-mères ont démontré que les neurones à ocytocine ne sont pas exclusivement activés lors des interactions avec les nourrissons. Les interactions sociales entre des rates adultes entraînent une augmentation de l’activité électrique des neurones à ocytocine du PVN [10] et les informations relatives au toucher affectif pourraient être transmises à l’hypothalamus via la zone grise périaqueducale [11]. Les neurones à ocytocine du PVN chez les souris mâles augmentent aussi leur activité calcique lors des interactions sociales avec des souris juvéniles mais pas avec une souris jouet, ce qui démontre que le système ocytocinergique est sélectivement recruté en cas de signaux tactiles socialement pertinents [12].

Chez les mères humaines, des signaux liés au bébé autres que les stimuli tactiles peuvent activer les neurones à ocytocine. Par exemple, la montée de lait peut se produire en l’absence de nourrisson qui tète entre deux tétées [13]. Des études menées chez des femmes qui allaitent ont rapporté une activité accrue de l’hypothalamus humain en réponse aux pleurs de bébé [14] et les taux plasmatiques d’ocytocine en réponse à ces pleurs peuvent atteindre des valeurs extrêmement élevées, comparables à celles observées pendant l’allaitement [15]. Les pleurs de bébé sont donc un stimulus extrêmement puissant pour activer le système ocytocinergique chez l’être humain. En combinant des enregistrements électrophysiologiques de cellules individuelles à ocytocine dans le PVN et l’imagerie calcique d’une population de neurones à ocytocine chez des souris mères éveillées, nous avons récemment découvert que les neurones à ocytocine du PVN sont activés lorsque les souris mères écoutent un podcast contenant des vocalisations de détresse de petits [4]. Les informations relatives aux cris des petits sont transmises aux neurones à ocytocine via les centres auditifs tels que le colliculus inférieur et le thalamus latéral. Cela déclenche la libération d’ocytocine dans la zone tegmentale ventrale, une région du cerveau impliquée dans la motivation et la récompense, et contrôle les réponses maternelles aux cris de détresse des petits, telles que le fait de récupérer un petit isolé qui pleure et de le ramener dans le nid. Il est intéressant de noter que les sons artificiels n’ont pas déclenché la libération d’ocytocine, suggérant que les neurones à ocytocine sont sélectivement recrutés par les stimuli auditifs qui transportent des informations saillantes sur la détresse des nourrissons.

Enfin, les signaux visuels, potentiellement transmis à l’hypothalamus par le colliculus supérieur, pourraient également activer les neurones à ocytocine du PVN, comme le montrent les enregistrements électrophysiologiques réalisés chez des femelles nullipares observant des souris mères ramener leurs petits dans le nid [16]. Il reste à étudier la façon dont les stimuli visuels déclenchent la libération d’ocytocine dans le cerveau et le lieu précis où cette libération se produit. Une étude par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle chez l’être humain a montré que les taux circulants d’ocytocine permettent de prédire les réponses du signal dépendant du niveau d’oxygène sanguin dans l’hypothalamus lorsque des mères regardent des photos du visage de leur propre bébé [17]. De plus, les taux sanguins d’ocytocine étaient positivement associés à la durée pendant laquelle le regard de la mère était dirigé vers son enfant [18], suggérant que la libération d’ocytocine pourrait refléter la qualité des interactions mère-nourrisson.

Les informations visuelles peuvent être importantes, non seulement pour interpréter les expressions faciales des nourrissons chez les humains ou pour localiser les petits et observer les comportements sociaux des congénères chez les rongeurs, mais également dans un contexte induisant des comportements de défense et d’évitement des prédateurs. Toutefois, des stimuli visuels menaçants imminents sous forme de disque (imitant un prédateur aérien, tel qu’un oiseau) ne provoquent pas l’activation des neurones à ocytocine dans le PVN chez les souris [19]. En revanche, la libération d’ocytocine dans les zones du cerveau impliquées dans la réponse à la menace, telles que l’amygdale centrale, semble être cruciale pour la médiation des comportements défensifs déclenchés par des signaux olfactifs chez les rates mères [20]. Plus précisément, lorsque la signalisation de l’ocytocine dans l’amygdale centrale était inhibée pendant l’exposition à une menace apprise (une odeur précédemment associée à un choc électrique), les rates mères restaient immobiles au lieu d’adopter des comportements maternels tels que l’allaitement ou le toilettage de leurs petits ou de tenter de bloquer la source de l’odeur menaçante. Cela soulève la question de savoir si l’ocytocine maternelle, qui est importante pour les soins prodigués aux nourrissons, pourrait aussi jouer un rôle dans les comportements agressifs vis-à-vis d’intrus inconnus.

# Conclusion

La libération d’ocytocine peut se produire en dehors du contexte de la parturition et de l’allaitement. Les neurones hypothalamiques à ocytocine reçoivent des informations provenant de la périphérie (col de l’utérus, mamelon) ainsi que des zones centrales du cerveau qui transmettent les informations sensorielles (tactiles, auditives, visuelles) relatives aux besoins du nourrisson. L’activité des neurones producteurs d’ocytocine peut subir des changements dynamiques tout au long de la période post-partum. L’étude des mécanismes neurobiologiques sous-jacents et de la question de savoir si ces changements diffèrent chez les rongeurs nullipares en fonction de leur expérience avec les petits pourrait fournir des informations sur les adaptations neuronales et comportementales des parents qui n’ont pas donné naissance. Enfin, l’étude de la façon dont les réponses neuronales et la libération d’ocytocine sont altérées dans un modèle murin de stress post-partum pourrait ouvrir la voie à d’éventuels traitements.