Thèse de Mattia Aime

Codage neuronal de l’apprentissage discriminatif dans le cortex préfrontal des souris vigiles

Codage neuronal de l’apprentissage discriminatif dans le cortex préfrontal des souris vigiles

Thèse soutenue le 30 novembre 2017

Sous la direction de Frédéric Gambino, team leader : Computational and Systems Neuroscience  à l’IINS

Résumé

Chez les mammifères, le néocortex constitue une structure remarquablement plastique assurant leurs multiples capacités d’adaptation et d’apprentissage. Par exemple, l’apprentissage associatif permet à chaque individu d’apprendre les relations entre un événement particulier (un danger par exemple) et les signaux environnementaux qui y sont associés, afin d’en anticiper les conséquences s’il se reproduit dans le futur. Dans le cas de la peur conditionnée, l’apprentissage associatif améliore les capacités de discrimination des signaux de menace et de sécurité, garantissant ainsi une représentation précise de l’environnement. Ce processus comportemental est en partie dépendant de l’interaction entre deux structures cérébrales: le cortex préfrontal (PFC) et le complexe basolatéral de l’amygdale (BLA). Bien que le PFC puisse encoder à la fois les mémoires de menace et de sécurité qui seraient recrutées préférentiellement après l’apprentissage, on ignore toujours si une telle représentation discriminative existe réellement, et si oui, les mécanismes neuronaux et synaptiques qui en sont à l’origine. Au cours de mon travail de thèse, j’ai démontré que l’activité des neurones excitateurs du PFC est nécessaire à la discrimination entre les signaux de menace et de sécurité grâce à la formation d’ensembles spécifiques de neurones. Au cours de l’apprentissage, les neurones pyramidaux sont potentialisés et recrutés au sein de ses ensembles grâce à l’association au niveau dendritique d’événements synaptiques non-linéaires issus des entrées sensorielles avec des entrées synaptiques provenant de la BLA. En conclusion, nos données fournissent la preuve d’un nouveau mécanisme synaptique qui associe, pendant l’apprentissage, l’expérience perçue avec l’état émotionnel transmis par la BLA permettant ainsi la formation d’ensembles neuronaux dans le cortex préfrontal.

Mots clés : Cortex préfrontal ; Conditionnement de la peur ; Discrimination perceptuelle ; Cortex préfrontal ; Conditionnement opérant ; Peur chez les animaux ; Apprentissage associatif ; Apprentissage discriminatif

Publications

1. Mattia Aime, Elisabete Augusto, Christelle Martin, Yann Humeau, and Frédéric Gambino. Association of convergent inputs in frontal circuits enhances perceptual discrimination. Nature Neuroscience, In Revision

2. Chun-Lei Zhang, Mattia Aime, Emilie Laheranne, Xander Houbaert, Hajer El Oussini, Christelle Martin, Marilyn Lepleux, Elisabeth Normand, Jamel Chelly, Etienne Herzog, Pierre Billuart and Yann Humeau. Protein Kinase A deregulation in the medial prefrontal cortex impairs working memory in murine Oligophrenin1 deficiency. Journal of Neuroscience 2017

Last update: 5 juin 2018