Aller au contenuAller au menuAller à la recherche

Thèse Mathieu Baudonnat

"Rôle des récompenses dans la selection et l'utilisation des différentes formes de mémoire : Interaction entre l'hippocampe et le striatum."

Le 8 décembre 2011

Résumé

Il existe différents types de mémoire chez l’homme et chez l’animal. Ainsi, on distingue une mémoire de type relationnelle/spatiale reposant sur l’hippocampe et le cortex préfrontal, et une mémoire procédurale/indicée dépendante du striatum. Lors de nouveaux apprentissages, ces systèmes interagissent de manière coopérative et/ou compétitive en fonction de la nature de la tâche. S’il est connu que les émotions négatives et le niveau d’entraînement modulent ces interactions, peu de travaux ont étudié le rôle des récompenses dans la sélection et l’utilisation de ces deux formes de mémoire.
Nous utilisons une approche comportementale dans le labyrinthe en Y afin de modéliser la mémoire spatiale d’une part, et la mémoire procédurale d’autre part. Nous montrons que la stimulation pharmacologique de l’aire tegmentale ventrale (ATV), par la morphine, perturbe de manière spécifique l’apprentissage reposant sur le fonctionnement hippocampo-préfrontal et s’accompagne d’une inhibition de la plasticité synaptique au sein de ce réseau. Au contraire, l’apprentissage indicé est préservé et l’activation du facteur de transcription CREB (cAMP Response Element Binding) est potentialisée par les injections de drogue. Nous mettons en évidence que la suractivation de la voie PKA/pCREB, dans le striatum dorsal, est la cause de l’interférence observée lors de la formation de la mémoire spatiale. Ces travaux suggèrent aussi que la stimulation répétée de l’ATV par la morphine, associée à l’acquisition d’une stratégie indicée, entraîne le maintient anormal dans le temps de l’activité réverbérante de la voie PKA/pCREB dans le striatum dorsal. Comportementalement, cela se traduit par l’utilisation préférentielle d’une stratégie indicée dans une nouvelle tâche ambigüe, le test de compétition en piscine de Morris.
L’ensemble de ce manuscrit apporte des éléments important dans la compréhension de la modulation des interactions entre les systèmes de mémoire par les récompenses. De plus, notre approche permet de préciser l’origine des déficits cognitifs engendrés par la consommation chronique de drogue, en impliquant de manière directe la dopamine issue de l’ATV, dans la phase précoce des addictions.

"Reward-mediated modulation of different forms of memory: interactions between the hippocampus and the striatum"


Abstract

Different forms of memory are processed in human and animal brain. A declarative/spatial form of memory relies on hippocampus and prefrontal cortex function. A more rigid, procedural/cued type of memory is supported by striatal circuits. New learning requires cooperative and/or competitive interactions between memory systems, depending on the nature of the task. It is well established that other factors such as negative emotions and training modulates these interactions.
However, little is known about the role of rewards on the selection and formation of these different forms of memories. Using two versions of a Y-maze discrimination task (spatial vs cued protocol), we show that drug reward as induced by intra-VTA morphine injections, but not food reward, disrupt spatial learning while sparing the cued task. This spatial deficit was related to an inhibition of CREB (cAMP Response Element Binding) activation within the hippocampus and the prefrontal cortex.

In contrast, the cued learning strategy elicits CREB activation within the dorsal striatum, which was potentiated by morphine self-injections. Normalizing dorso-striatal CREB activity with the PKA/CREB inhibitor Rp-cAMPS restored spatial learning in drug-rewarded subjects. When tested in a new, different and ambiguous learning task: the water maze competition task, the animals exhibited a persistent use of a striatum-based strategy and striatal CREB expression. Pre-infusion of Rp-cAMPS into the dorsal striatum prevent the exclusive use of cued learning. Therefore, drug-induced striatal hyperactivity may underlie both the declarative memory deficit and persisting use of a striatum-dependent based strategy.

This mechanism could represent an important early step toward the development of addictive behaviors by promoting conditioning to the detriment of more flexible forms of memory.


Lieu:
ENSCPB Talence

Equipe Daniel Beracochea

Focus


PhD Student dans l'équipe "Interactions entre émotions et systèmes de mémoire" de Daniel Beracochea. INCIA
   
Mathieu Baudonnat a préparé sa thèse sous la direction de Vincent DAVID et de Jean Louis GUILLOU dans l' équipe de Daniel Beracochea de Unité INCIA.

Jury

President: Robert Jaffard
Rapporteur : Georges chapouthier
Rapporteur : Bernard FRances
Examinateur : Laure Rondi Reig
Examinateur : Jean louis Guillou

Publication

Disrupting effect of drug-induced reward on spatial but not due-guided learning: Implication of the striatal Protein Kinase A/cAMP response element binding protein pathway. Journal of neuroscience 31(46):16517-165

Besson M, Baudonnat M, Cazala P, Guilloux JP, Reperant C, Cloez-Tayarani I, Changeux JP, Gardier AM, David V*, S Granon* (2011) Alpha7-nicotinic receptors modulate nicotine-induced reinforcement and extracellular dopamine outflow in the mesolimbic system in mice. Psychopharmacology

Dorey R, Piérard C, Shinkaruk S, Tronche C, Chauveau F, Baudonnat M and Béracochéa D.Membrane mineralocorticoid but not glucocorticoid receptors of the dorsal hippocampus mediate the rapid effects of corticosterone on memory retrieval. Neuropsychopharmacology