Lieu Centre Broca
Langue de soutenance : Anglais
IINS
Directeur de thèse : Mario Carta
Titre
Deux types de neurones pyramidaux de la couche 5 du cortex gustatif présentent des formes de plasticité différentes lors de l’apprentissage de goûts nouveaux ou familiers
Résumé
Le système gustatif est essentiel à la survie, car il permet aux organismes d’évaluer les propriétés sensorielles, la valeur hédonique et l’innocuité des substances goûtées, et ainsi d’orienter les comportements alimentaires. Ces comportements sont continuellement façonnés par l’expérience et l’apprentissage, conduisant à une préférence pour les aliments sûrs et nutritionnellement pertinents, tout en favorisant l’évitement des substances potentiellement nocives. Un exemple bien étudié de cette forme d’apprentissage est la transition entre la néophobie alimentaire, c’est-à-dire la réticence initiale à consommer un aliment nouveau, et la familiarisation, caractérisée par une augmentation de la consommation une fois que l’aliment est considéré comme sûr. Plusieurs structures cérébrales sont essentielles à cette transition, parmi lesquelles le cortex gustatif (GC) revêt une importance particulière. Situé au sein du cortex insulaire, le GC joue un rôle majeur dans l’intégration et le traitement des informations gustatives ainsi que dans les comportements associés aux mémoires gustatives. Bien que de nombreuses études aient établi l’implication du GC dans ces processus, les mécanismes cellulaires et synaptiques sous-jacents à la formation de ces mémoires gustatives restent encore incomplètement compris. J’ai émis l’hypothèse que les neurones pyramidaux de la couche 5 du GC (L5PN), compte tenu de leur capacité à intégrer des informations sensorielles et de haut niveau dans leurs arborisations dendritiques, ainsi que de leur rôle de principaux neurones de sortie corticaux, sont particulièrement bien placés pour contribuer à ces processus.
En utilisant la souris comme modèle expérimental, j’ai combiné des approches d’électrophysiologie unicellulaire, de manipulation optogénétique et des tests comportementaux avec des rapporteurs d’activité afin d’étudier l’organisation et la plasticité dépendante de l’expérience des L5PN du GC. J’ai identifié deux grands types de L5PN présentant des propriétés électrophysiologiques et morphologiques distinctes (thick-tufted et slender-tufted L5PN) et développé une méthode permettant de prédire de manière fiable le type de L5PN à partir de sa seule morphologie. J’ai ensuite caractérisé les afférences synaptiques provenant du thalamus gustatif et de l’amygdale basolatérale, deux voies afférentes majeures véhiculant des informations distinctes pertinentes pour le traitement des informations gustatives. Ces projections axonales étaient spatialement ségrégées au sein du GC, et les réponses évoquées par optogénétique différaient en fonction à la fois du type de L5PN et de la source des afférences. Enfin, nous avons étudié les modifications plastiques des propriétés électrophysiologiques des L5PN du GC au cours de la transition d’un goût nouveau vers un goût familier. L’exposition à un goût nouveau a induit des modifications électrophysiologiques distinctes et spécifiques au type de L5PN, qui ont ensuite évolué de manière différentielle à mesure que le goût devenait familier.
Dans leur ensemble, ces résultats révèlent des distributions spatiales distinctes des afférences thalamiques et amygdaliennes au sein du cortex gustatif, ainsi que des différences dans les propriétés des réponses synaptiques en fonction du type de L5PN et de la source des afférences. Ils mettent également en évidence une plasticité dépendante de l’expérience différente entre les populations de L5PN lors de l’exposition à un goût nouveau et de sa familiarisation. Ce travail fournit un cadre cellulaire et en termes de circuits permettant de mieux comprendre comment l’expérience gustative remodèle les réseaux corticaux dans le contexte de la formation des mémoires gustatives.
Mots clés: Traitement sensoriel, cortex gustatif, circuits synaptiques, mémoires gustatives de sécurité, électrophysiologie, rapporteurs d’activité.
Jury
- Dr. François Georges (Président)
- Dr. Rebecca Ann Piskorowski (Rapporteur)
- Dr. Belén Pardi (Rapporteur)
- Dr. Elena Avignone (Examinateur)
- Dr. Desdemona Fricker (Examinateur)
- Dr. Mario Carta (Directeur de thèse)