L'adolescence constitue une période de transition au cours de laquelle le cerveau subit un remodelage structurel important et voit émerger de nouvelles fonctions cognitives. Les mécanismes cellulaires et synaptiques qui sous-tendent l'apparition de ces fonctions restent toutefois mal compris. Ces travaux se sont concentrés sur l'aire CA2 (Cornu Ammonis 2) de l'hippocampe, une région désormais reconnue comme essentielle à la formation de la mémoire sociale. La composition cellulaire de l'aire CA2 présente une particularité : la densité de plusieurs sous-classes d'interneurones, dont les interneurones exprimant la parvalbumine (PV+), y est plus élevée que dans les autres régions hippocampiques. Cette zone se révèle par ailleurs vulnérable dans plusieurs pathologies psychiatriques.
Les auteurs ont étudié, chez la souris, une forme particulière de dépression à long terme de la transmission inhibitrice (iLTD) provenant des interneurones PV+ vers les neurones pyramidaux de CA2. À l'aide d'enregistrements électrophysiologiques en patch-clamp sur tranches d'hippocampe, complétés par des analyses immunohistochimiques à différents stades développementaux (de P17 à P50) et par des manipulations stéréotaxiques in vivo, l'équipe a caractérisé l'apparition et les déterminants de cette plasticité. L'évaluation comportementale reposait notamment sur un test de mémoire sociale à cinq essais, mesurant la capacité des animaux à reconnaître un congénère déjà rencontré.
Les résultats montrent que cette iLTD est absente chez les jeunes souris et n'émerge qu'à la fin de l'adolescence. Deux éléments de maturation se révèlent nécessaires à son installation : d'une part le réseau périneuronal (PNN), structure de matrice extracellulaire entourant certains interneurones, et d'autre part la signalisation via le récepteur ErbB4, dépendante de la neuréguline-1 (NRG1). La libération de GABA contrôlée par le PNN et ErbB4 ne parvient à maturité qu'en fin d'adolescence. Parallèlement, la mémoire de reconnaissance sociale présente la même dépendance à l'âge que l'iLTD. De façon convergente, la dégradation ciblée du PNN dans l'aire CA2, obtenue par injection de chondroïtinase ABC, tout comme le blocage de l'iLTD, altèrent la formation de cette mémoire sociale. L'induction de l'iLTD étant médiée par le récepteur opioïde delta, son inactivation dans CA2 a également été testée.
Ces travaux mettent en évidence une règle développementale inhabituelle pour la plasticité de la transmission des interneurones PV+ dans l'aire CA2 et indiquent que cette plasticité participe à l'émergence d'une fonction cognitive supérieure, la formation de la mémoire sociale, à la fin de l'adolescence. En reliant la maturation tardive du réseau périneuronal et de la signalisation ErbB4 à l'apparition d'une plasticité inhibitrice et d'un comportement social, cette étude éclaire les bases synaptiques d'une transition cognitive caractéristique de cette période de vie.