Lieu : BBS
Soutenance en francais
Hadrien Plat
Equipe DECAD
INCIA
Directeur de thèse : Etienne Coutureau
Titre
Apprendre à décider: une perspective neurocognitive chez le Rat. Le rôle de la noradrénaline préfrontale chez le rat dans le comportement adaptatif
Learning to decide: a neurocognitive perspective in rats. The role of rat prefrontal noradrenaline in adaptive behavior
Résumé
Chaque jour, les organismes adaptent leurs choix à un environnement changeant, en s’appuyant sur leur capacité à apprendre quelles actions conduisent à des conséquences bénéfiques et à réviser ces prédictions lorsque les circonstances évoluent. Une telle prise de décision adaptative est essentielle à la survie et dépendrait des circuits préfrontaux et de leur modulation par des neuromodulateurs tels que la dopamine, la noradrénaline ou la sérotonine. Pourtant, le rôle précis de la transmission noradrénergique dans les sous-régions préfrontales reste mal compris. Cette thèse combine paradigmes comportementaux, manipulations de circuits, photométrie par fibre optique et modélisation computationnelle afin d’examiner comment les afférences noradrénergiques au cortex préfrontal médian (mPFC) et au cortex orbitofrontal (OFC) façonnent l’apprentissage flexible. Dans un premier ensemble d’expériences, nous avons utilisé la dégradation de contingence pavlovienne pour sonder la mise à jour des associations stimulus–conséquences. Nous montrons que la transmission noradrénergique dans le mPFC est nécessaire pour s’adapter aux changements de contingences prédictives, étendant ainsi la contribution connue de cette région dans la dégradation de contingence instrumentale qui sous-tend le comportement dirigé vers un but. Dans une seconde série de travaux, nous avons examiné l’apprentissage par inversement, où les associations obsolètes doivent être abandonnées et remplacées par de nouvelles. Nous démontrons ici que des réponses noradrénergiques plus fortes dans l’OFC prédisent de meilleures performances individuelles, et nous confirmons le rôle causal de ce signal en montrant que l’inhibition chémogénétique et optogénétique des projections LC→OFC ralentit l’apprentissage par inversement. Enfin, dans une tâche de renversement probabiliste, nous avons combiné modélisation computationnelle, photométrie et manipulations chémo-génétiques. Nous montrons que le comportement des rats est mieux expliqué par un modèle de méta-apprentissage par renforcement, dans lequel le taux d’apprentissage dépend de la volatilité ; que la noradrénaline orbitofrontale semble refléter ces estimations de volatilité ; et que l’inhibition des projections LC→OFC ralentit sélectivement les ajustements adaptatifs, mimant les lésions de la modulation de la volatilité dans le modèle. Pris ensemble, ces résultats fournissent des preuves convergentes que la noradrénaline contribue de manière anatomiquement spécifique au comportement flexible. Alors que la NA dans le mPFC est requise pour détecter et s’adapter aux changements dans la relation causale entre les stimuli et leurs conséquences, la NA dans l’OFC permet de s’adaper à l’inversement des continngences et les ajustements du taux d’apprentissage guidés par la volatilité. Ce travail met en lumière les fonctions complémentaires de la noradrénaline préfrontale pour garantir que le comportement reste à la fois stable et adaptable dans des environnements incertains. »
Mots clefs: Noradrenaline, cortex prefrontal, flexibilité comportementale
Jury
Mme DOYERE Valérie DR, CNRS, Université Paris-Saclay Rapporteure
M. GIRARD Benoit DR, CNRS, Université de la Sorbonne Rapporteur
Mme KOEHL Muriel DR, CNRS, Université de Bordeaux Examinatrice
M. PROCYK Emmanuel DR, CNRS, Université de Lyon Examinateur
M. COUTUREAU Etienne DR, CNRS, Université de Bordeaux Directeur de thèse