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Thèse Elodie Drapeau

Contribution à l'étude de la neuroplasticité hippocampique : Relations entre neurogénèse et apprentissage spatial

Le 22 décembre 2003

Résumé

Le principe selon lequel la structure du cerveau adulte est immuable a été récemment battu en brèche par la découverte d'une neurogénèse secondaire
dans plusieurs zones cérébrales dont le gyrus dentelé, une régionparticulière de la formation hippocampique. Compte tenu de l'implication de cette structure dans les processus d'apprentissage et de mémoire, il a été proposé que cette nouvelle forme de plasticité participerait à l'élaboration de traces mnésiques. Le travail de cette thèse a consisté à étudier les interactions réciproques entre la neurogénèse hippocampique, les apprentissages hippocampo-dépendants et la mémoire spatiale chez le rat jeune et le rat vieux.
Les principaux résultats de ce travail montrent que différentes phases de l'apprentissage modulent de manière complexe la neurogénèse
hippocampique et diminue ou augmente le nombre de cellules néoformées en fonction de la période de formation de ces cellules. Inversement, en tirant
partie de l'existence de différences interindividuelles au sein d'une cohorte de vieux rats, nous avons montré que le statut cognitif de ces rats est prédictif de leur niveau basal de neurogénèse. Enfin, les différences observées spontanément chez des rats âgés pourraient être dues, au moins partiellement, à une dérégulation progressive de l'axe corticotrope
conduisant à une sécrétion élevée de corticostérone tout au long de la vie. En effet l'activité de cet axe estcorrélée à la fois aux performances spatiales des animaux et à leur niveau de neurogénèse et, une suppression à long terme de la sécrétion de corticostérone prévient l'apparition de déficits cognitifs liés à l'âge et augmente la neurogénèse des rats devenus vieux.
En conclusion, ces résultats renforcent l'hypothèse d'une implication de la neurogénèse dans les processus d'apprentissage et de mémoire spatiale et
ouvrent de nouvelles perspectives sur les mécanismes par lesquels la neurogénèse peut moduler les comportements normaux et pathologiques notamment au cours du vieillissement.

Contribution to the study of hippocampal plasticity:
relationships between neurogenesis and spatial learning

A growing body of evidence indicates that neurogenesis occurs in discrete
regions of the adult mammalian brain including the dentate gyrus of the
hippocampal formation. We have studied the mutual interactions between
hippocampal neurogenesis and hippocampal-mediated learning and memory
formation in young adult and aged rats and have shown that distinct phases
of learning have different effects on neurogenesis: learning increases or
decreases the number of newly born cells depending on their birth date and
the age of the animals. Conversely, by taking advantage of the existence of
inter-individual differences in spatial memory abilities observed in a
population of aged rats, we demonstrated that the cognitive status of aged
rats is predictive of neurogenesis: animals with preserved spatial memory
exhibit a higher level of cell proliferation and a higher number of new
neurons in comparison to rats with spatial memory impairments. Finally, we
have found that the spontaneous differences observed in aged rats could be
due at least partially to a progressive deregulation of the corticotropic
axis leading to elevated basal levels of circulating corticosterone. In
fact, long term lowering of corticosterone secretion by middle aged
adrenalectomy increases hippocampal neurogenesis and prevents age-related
cognitive impairments. This suggests that long term lowering of
corticosterone secretion prevents age-related cognitive impairments which
may be, in part, a consequence of an increased hippocampal neurogenesis. In
conclusion, these results reinforce the assumption suggesting that
neurogenesis is involved in memory processes and open new insights into the
mechanisms by which neurogenesis can modulate normal and pathological
behaviors particularly during aging.