Un stress soudain active un réseau cérébral constitué de différentes régions, impliquées notamment dans l'attention et l'éveil. Un neuromodulateur produit en cas de stress provoque cette réorganisation cérébrale.
Le stress est une réaction physiologique naturelle qui permet à l'organisme de réagir rapidement face à une situation dangereuse : la tension artérielle et la fréquence cardiaque augmentent et la respiration s'amplifie pour mieux alimenter le cerveau et les muscles en oxygène et en nutriments, et d'autres paramètres physiologiques changent. Le corps se prépare ainsi à la fuite ou au combat. Le cerveau lui aussi voit son état modifié, passant en « mode survie » sous l'effet d'un stress soudain. Emo Hermans, de l'Université de Nimègue aux Pays-Bas, et ses collègues ont déterminé pour la première fois le réseau neuronal qui est alors actif… et l'élément déclencheur de ce mode de survie.
En cas de stress, l'hypothalamus, au centre du cerveau, envoie un signal à la médullosurrénale, la partie centrale de la glande surrénale (au-dessus des reins). Cette glande libère une hormone du stress, l'adrénaline, qui prépare l'organisme à une réaction rapide via une accélération du rythme cardiaque, de la respiration et une activation des plaquettes sanguines pour minimiser la perte de sang en cas de blessure. Puis l'hypothalamus et l'hypophyse (une glande cérébrale située en dessous de ce dernier) libèrent successivement d'autres hormones, ce qui aboutit à la sécrétion de cortisol par la corticosurrénale (la région périphérique de la surrénale). Cette hormone stimule à nouveau l'action de l'adrénaline et celle de la noradrénaline (un analogue de l'adrénaline dans le cerveau et un neuromodulateur), mais prépare aussi l'organisme à un retour à la normale en reconstituant par exemple les stocks d'énergie.
Ce déversement d'hormones dans l'organisme n'est pas sans conséquence pour le cerveau : on sait depuis longtemps que certaines fonctions cognitives sont modifiées en cas de stress. Par exemple, un peu de stress favorise la mémorisation, mais trop de stress diminue cette capacité. Les sens sont aiguisés, l'éveil est renforcé, mais les capacités de raisonnement sont altérées. En effet, les molécules produites en cas de stress renforcent ou affaiblissent les connexions entre neurones.
Et ce n'est pas tout : ces substances changeraient les propriétés de certains réseaux neuronaux, qui passeraient en « mode survie ». Pour le confirmer, E. Hermans et ses collègues ont étudié comment le cerveau réagit à un stress aigu sur des échelles de temps très courtes. Ils ont montré à 80 volontaires des extraits de films soit très violents soit non violents, en étudiant leur activité cérébrale au moyen de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Le signal, d'autant plus intense que le niveau d'oxygénation des neurones est important et que le champ magnétique appliqué est élevé, reflète l'activité des neurones. Les scientifiques ont en outre quantifié les hormones de stress dans la salive des participants et mesuré leur rythme cardiaque.
Ainsi, quand les participants sont exposés à des scènes violentes, l'activité de certaines régions cérébrales, impliquées dans l'attention, l'éveil et le système neuro-endocrinien, et des connexions entre ces régions augmentent, et ce, d'autant plus que le stress est intense. Ces régions forment un vaste réseau qui comprend des aires corticales (par exemple temporales et pariétales) et sous-corticales (l'amygdale, le thalamus, l'hypothalamus et le mésencéphale).
Les chercheurs ont ensuite administré aux participants soit un inhibiteur des récepteurs de la noradrénaline, soit un bloquant de la synthèse de cortisol, soit un placebo. Seuls les deux derniers groupes présentaient alors une réponse cérébrale au stress et une réorganisation des réseaux neuronaux. La noradrénaline active certaines aires de ce réseau tout en en inhibant d'autres, preuve qu'elle provoque cette réorganisation. Elle serait en grande partie responsable du « mode cérébral de survie ».
