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Cyril Herry et coll. dans Neuron

Circuits neuronaux impliqués dans la discrimination contextuelle

Le 28 mars 2018

Prefrontal-Periaqueductal Gray-Projecting Neurons Mediate Context Fear Discrimination. Robert R. Rozeske, Daniel Jercog, Nikolaos Karalis, Fabrice Chaudun, Suzana Khoder, Delphine Girard, Nânci Winke, Cyril Herry. Neuron. Volume 97, Issue 4, p898–910.e6, 21 February 2018

Cyril Herry et son équipe (Neurocentre Magendie / team : Neuronal circuits of associative learning) ont découvert les circuits neuronaux impliqués dans la discrimination contextuelle, grâce à un nouveau protocole comportemental, et à l’utilisation de l’optogénétique. Leurs résultats sont publiés dans « Neuron ».

Des études précédentes avaient montré, grâce à des approches lésionnelles, que le cortex préfrontal médian était impliqué dans la discrimination contextuelle. Mais les chercheurs de l’INSERM sont allés plus loin puisqu’ils ont identifié le circuit spécifique lié à ce comportement.

Pour parvenir à ce résultat, ils ont mis en place un nouveau protocole comportemental. « Nous avons mis des souris dans un contexte spécifique, dans lequel elles ont reçu des chocs électriques légers. Elles manifestaient alors des comportements de peur, liées à ce contexte aversif », précise le Cyril Herry. Puis, nous avons changé seulement certains éléments du contexte en question (son, odeur, lumière…). »


 Le changement de ces éléments faisait disparaître les manifestations de peur. Les chercheurs enregistraient alors en temps réel l’activité des neurones du cortex préfrontal. Cyril Herry: « Nous avons observé qu’une certaine sous-population neuronale était activée, quand l’animal faisait la discrimination entre contexte aversif et non-aversif. Grâce à l’optogénétique, nous avons pu montrer le rôle causal de ces neurones dans la discrimination contextuelle. Nous avons aussi pu déterminer que les neurones en question projetaient sur la substance grise périaqueducale (au niveau du tronc cérébral), laquelle est directement connectée à la moelle épinière, et impliquée dans la genèse de la réponse émotionnelle à la peur. »

Ces résultats sont-ils transposables à l’homme ? « Il faudra trouver le moyen de manipuler ce même circuit neuronal chez l’homme, de façon non invasive, ce qui sera le challenge de ces prochaines décennies », tempère le chercheur en neurosciences.

Summary
Survival critically depends on selecting appropriate defensive or exploratory behaviors and is strongly influenced by the surrounding environment. Contextual discrimination is a fundamental process that is thought to depend on the prefrontal cortex to integrate sensory information from the environment and regulate adaptive responses to threat during uncertainty. However, the precise prefrontal circuits necessary for discriminating a previously threatening context from a neutral context remain unknown. Using a combination of single-unit recordings and optogenetic manipulations, we identified a neuronal subpopulation in the dorsal medial prefrontal cortex (dmPFC) that projects to the lateral and ventrolateral periaqueductal gray (l/vlPAG) and is selectively activated during contextual fear discrimination. Moreover, optogenetic activation and inhibition of this neuronal population promoted contextual fear discrimination and generalization, respectively. Our results identify a subpopulation of dmPFC-l/vlPAG-projecting neurons that control switching between different emotional states during contextual discrimination.

Photo de couverture / Inserm / Fiancette, Jean-François / Optopath
Légende : L'optogénétique correspond à un nouveau domaine de recherche et d’application, associant l’optique à la génétique. La fibre optique, orientée sur le cerveau de la souris, envoie un jet de lumière qui va faire en sorte qu’une population de neurones ciblés exprime une protéine sensible à la lumière qui, si elle est éclairée, active le neurone et la cascade de messages cellulaires qui en découlent pour initier ou inhiber un comportement donné. Unité de recherche Inserm 862 "Neurocentre Magendie", Bordeaux.

Cyril Herry / team leader: Neuronal circuits of associative learning (cyril.herry @ inserm.fr)
Dernière mise à jour le 28.03.2018