Circuits neuronaux impliqués dans la discrimination de la mémoire de peur contextuelle

Abstract

Les interactions de tous les jours nécessitent de prendre en compte le contexte afin de réagir de manière appropriée. Par exemple, la rencontre d’un lion dans un environnement ouvert ou bien derrière la vitre d’un zoo doit amener à des réactions différentes. Cette évaluation permanente de l’environnement est donc essentielle par bien des aspects. Un cerveau sain a donc la capacité permanente de sélectionner et garder distincts de nombreux stimuli sensoriels constitutifs de notre environnement et de les rendre résistants au temps et à la confusion. L’altération de cette capacité amène à des désordres psychologiques et est au coeur d’un nombre important de pathologies telles que l’anxiété et les désordres post-traumatiques. Étant donné le rôle important de l’évaluation contextuelle dans les émotions et la cognition, la compréhension des mécanismes cérébraux qui la sous-tendent et qui permettent sa restitution est fondamentale, ainsi que leur modulation par les émotions associées aux contextes. Au sein des laboratoires, la mise en place d’une aversion contextuelle est aisée et est classiquement utilisée pour étudier les circuits neuronaux impliqués. Ce protocole, appelé conditionnement contextuel à la peur, consiste à placer un animal dans une enceinte de conditionnement dans laquelle il va recevoir un stimulus aversif. Comme ce contexte va devenir prédictif de l’arrivée de ce stimulus, l’animal conditionné va adopter un comportement de crainte lorsqu’il sera repositionné dans ce contexte quelques jours plus tard. Cette réponse comportementale sera spécifique à ce contexte, n’étant pas observée dans un autre contexte même proche. Ce phénomène est appelé discrimination contextuelle. Mon but est de visualiser les phénomènes neurophysiologiques qui sont en jeu à ce moment crucial où les contextes sont ambigus et doivent être évalués afin de déterminer la réponse à adopter. La difficulté est d’abord méthodologique : il est difficile de modifier le niveau d’ambiguïté d’un contexte dans une seule modalité sensorielle qui doit également être perçue. Le début de mon travail de thèse a donc été de déterminer expérimentalement la meilleure modalité à utiliser, qui s’est avérée être la forme de l’enceinte de conditionnement. Ensuite, j’ai mis en place des enregistrements extracellulaires multisites ciblant trois zones impliquées dans la peur contextuelle : le cortex préfrontal médian (mPFC), l’amygdale basolatérale (BLA) et l’hippocampe ventral (vHPC). Les enregistrements ont été menés sur plusieurs jours, incluant les phases de tests ainsi que les phases de repos, qui sont essentiels pour la consolidation de la mémoire. Une attention particulière a été portée aux phases de transition entre les contextes que notre appareillage permet de mener de façon progressive. Nous avons voulu répondre à plusieurs questions ambitieuses : 1. Quels sont les mécanismes fonctionnels instruisant le cortex préfrontal lors de l’expressions de la peur contextuelle ? 2. Quels sont les mécanismes fonctionnels ayant lieu au sein du circuit mPFC-BLA-vHPC qui permettent l’ajustement de la réponse comportementale a un changement de la valence contextuelle ? 3. Au niveau cellulaire, quels sont les déterminants entrainant la sélection d’un neurone dans l’encodage de la peur ou la discrimination contextuelle ? De façon générale, nous pensons qu’une meilleure compréhension du processus par lequel le cerveau décode le contexte environnant est essentielle afin de comprendre la flexibilité comportementale que nous montrons quotidiennement, et dont l’importance est démontrée par les pathologie associée à son dysfonctionnement. Le propos de ce travail était d’apporter une petite brique supplémentaire à cet édifice.