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Thèse Marion Rivalan

Modélisation de la prise de décision adaptée et inadaptée chez le rat et caractérisation psychobiologique des différences inter-individuelles

Le 18 décembre 2009

Résumé

La prise de décision est un processus adaptatif essentiel dont la réalisation dépend de nombreux processus exécutifs, motivationnels et émotionnels ainsi que de l’intégrité de différents circuits frontaux sous-corticaux. Des capacités altérées de prise de décision caractérisent de nombreuses pathologies mentales et neurobiologiques. Aussi, un enjeu majeur de la recherche en neurosciences comportementales aujourd’hui est de déterminer les traits comportementaux, les fonctions cognitives et les substrats neurobiochimiques impliqués dans le dysfonctionnement de ce processus complexe et permettant une meilleure connaissance de l’étiologie des pathologies psychiatriques associées.
Nous avons développé chez le rat, un test de prise de décision qui reproduit une situation incertaine, complexe et conflictuelle de choix au principe similaire à un test classiquement utilisé chez l’homme (l’Iowa Gambling Task). Ce test permet aisément d’explorer la dynamique du processus complexe de prise de décision, en un essai, dont les conditions peuvent être facilement modulées (difficulté augmentée/diminuée) et dont l’utilisation est très pratique. Grâce à une approche différentielle du comportement, nous avons observé des différences spontanées de capacités de prise de décision, avec une majorité de rats au comportement adapté et une minorité au comportement inadapté. Nous avons ensuite révélé que ces derniers présentent un profil neuropsychobiologique particulier dont certaines caractéristiques rappellent celles de sujets humains non performants en clinique : ils sont plus prompts à prendre des risques, plus sensibles au renforcement alimentaire, ils présentent une inflexibilité comportementale, qui n’est pas sans rappeler certains aspects du comportement compulsif, ainsi qu’une hyperactivité motrice. Enfin, nous avons mis en évidence l’implication différentielle de sous régions du cortex préfrontal, lors du test, en fonction des capacités spontanées de prise de décision des animaux.
Grâce à tous ces atouts, ce test permettra de vérifier, en clinique, si la combinaison de traits comportementaux que nous avons identifiée chez les rats non performants, constitue bien des endophénotypes des troubles mentaux liés au dysfonctionnement exécutif. Il sera également possible de vérifier en quoi les substrats neurobiologiques sous jacents constituent des marqueurs potentiels prédictifs du développement de certaines pathologies mentales humaines et conduisent à ce phénotype particulier.
 
Mots clés prise de décision, modèle animal, différences inter-individuelles, traits comportementaux, cortex préfrontal, psychopathologie.

   
Abstract

Decision-making is a crucial adaptive process. Making a decision depends on executive, motivational, and affective capacities that rely on the integrity of several frontal-subcortical circuits, including the ventromedial prefrontal cortex. Poor decision-making is a characteristic of many psychiatric disorders and some neuropsychopathologies. A major goal of behavioural neuroscience is to determine the behavioural traits, cognitive functions and neurobiological substrates involved in this complex process of choice under normal and dysfunctional conditions
Based on the principle of the Iowa Gambling Task (IGT) in humans, we have developed a decision-making task in rats that assesses their ability to choose under conditions of uncertainty between several conflicting options that differ with respect to long term gain. In this task, conditions of the test can be easily modified to increase or decrease the task difficulty. Furthermore, a single test session allows observation of the evolution of the decision-making process across time. Using this task we highlighted individual differences by detecting good and poor decision-makers. We found that a combination of behavioural characteristics related to different psychopathologies in humans were specifically associated with poor decision-making in rats. Rat poor decision-makers displayed less behavioural flexibility, greater motor impulsivity and increased risk-taking behaviour that was associated with a greater sensitivity to reward. Moreover, our results reveal that rats solve our decision-making task by differentially recruiting prefrontal cortical areas according to pre-existing behavioural traits.
Finally, our model presents a unique opportunity to study the behavioural characteristics and neurobiological substrates of decision-making under pathological and non pathological conditions. Using this technique, it will be possible to investigate if the combination of behavioural traits identified in the poor decision-making rat is also observed clinically and if these traits are predictive of the development of psychopathology.

Key words: decision-making, animal model, inter-individual differences, behavioural traits, prefrontal cortex, psychopathology.


Equipe de Martine Cador

 
Discipline Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité Neurosciences

Adresse du laboratoire
CNRS UMR 5227 MAC Laboratoire Mouvement - Adaptation - Cognition .Equipe "Neuropsychopharmacologie de l'addiction"- BP31.Université Victor Segalen Bordeaux 2, 146 rue Léo Saignat. 33076 Bordeaux cedex


Focus


Marion Rivalan a préparé sa thèse sous la direction de Françoise Dellu-Hagedorn.

Jury

George Di Scala, DR CNRS (Bordeaux) Président
Sylvie Granon, PU (Paris)    Rapporteur
Emmanuel Procyk, CR CNRS (Lyon) Rapporteur
Christelle Baunez, DR CNRS (Marseille) Examinateur
Roland Jouvent DR CNRS (Paris) Examinateur
Françoise Dellu-Hagedorn CR-CNRS (Bordeaux ) Directeur de thèse

publications

Risk-prone individuals prefer the wrong options on a rat version of the iowa gambling task.Rivalan M, Ahmed SH, Dellu-Hagedorn F.Biol Psychiatry. 2009 Oct 15;66(8):743-9. Epub 2009 May 31.PMID: 19482266

Reduction of impulsivity with amphetamine in an appetitive fixed consecutive number schedule with cue for optimal performance in rats. Rivalan M, Grégoire S, Dellu-Hagedorn F.Psychopharmacology (Berl). 2007 Jun;192(2):171-82. Epub 2007 Jan 30