Impact de l'ocytocine dans le cortex piriforme antérieur et lien avec la respiration

Abstract

La respiration est un processus hautement dynamique qui varie en fréquence et en amplitude. Ces variations sont liées à l’état émotionnel et cognitif de l’animal mais aussi au recrutement de son système olfactif pour la détection de molécules odorantes, comme c’est le cas lors d’interactions sociales entre individus. De plus, un nombre croissant de données montre que la respiration influence les rythmes neuronaux dans certaines régions du cerveau. Dans ce contexte, disposer d’un outil précis et fiable de l’activité respiratoire chez l’animal libre de ses mouvements qui soit également compatible avec des enregistrements neuronaux semble plus que jamais pertinent. Nous avons mis au point une technique d’enregistrement de la pression nasale chez la souris libre de ses mouvements et avons caractérisé ce signal en fonction de l’état de vigilance de l’animal (éveil – sommeil lent – sommeil paradoxal). Nos recherches montrent que chaque état est associé à une combinaison spécifique de paramètres caractérisant son signal respiratoire. De plus, la précision de cette technique nous a permis de mettre en évidence la présence de pauses dans ce signal (c’est-à-dire des absences transitoires de flux d’air). Ces pauses ne sont pas anodines puisque ce sont elles qui dictent la fréquence de la respiration, les autres composantes du cycle respiratoire (inhalation et exhalation) formant des unités de durée relativement fixe. Enfin, sur la base de ce signal, nous avons construit un réseau de neurones artificiels à partir de données annotées, capable de prédire l’état de vigilance d’autres souris à partir d’enregistrements de leur pression nasale.Dans une deuxième partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés au rôle de l’ocytocine dans le cortex piriforme au cours des comportements sociaux. En effet, l’ocytocine a été amplement décrite comme un neuropeptide pro-social qui favorise les interactions et la mémoire sociale. Chez le rongeur, l’olfaction est la modalité sensorielle principale, dont le cortex olfactif piriforme représente un substrat neuronal majeur. Le piriforme présente une anatomie semblable à celle de l’hippocampe et est impliqué dans les processus de mémoire olfactive. Parce que le cortex piriforme exprime une forte densité des récepteurs à l’ocytocine et parce qu’il reçoit des afférences ocytocinergiques, nous avons testé l’hypothèse que l’ocytocine dans le cortex piriforme module la sociabilité et surtout la mémoire sociale. Avec une approche pharmacologique ciblée sur ce cortex, nous avons montré que l’ocytocine induit des effets subtils mais étonnants. En effet, le blocage de son récepteur entraine une augmentation sélective de certains types d’interactions sociales et semble augmenter l’attraction envers des stimuli sociaux olfactifs. Cependant aucun effet n’a été observé dans nos conditions sur la mémoire sociale.Enfin, dans une troisième partie nous avons commencé à disséquer les mécanismes d’action de l’ocytocine sur la physiologie du cortex piriforme. Nous montrons que l’agoniste des récepteurs à l’ocytocine entraine une diminution de la burstiness d’un sous-type de neurones excitateurs à la fois in vitro et in vivo. Nous montrons par ailleurs que l’ocytocine diminue l’entrainement des neurones du cortex piriforme par la respiration.