L'étude des corrélations du bruit pendant la flexibilité cognitive et de leur régulation pharmacologique par la norépinephrine

The study of neuronal noise correlations during cognitive flexibility and their phramacological regulation by Norepinephrine

• Auteur / Autrice : Sameh Ben Hadj Hassen
• Direction : Suliann Ben Hamed
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 02/04/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de sciences cognitives Marc Jeannerod (Lyon ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Emiliano Macaluso
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Suliann Ben Hamed, Céline Cappe, Emmanuel Procyk
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Bouret, Kilavik Bjørg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux neuronaux (physiologie)

Attention

Norépinéphrine

Neuromodulation

Mots clés libres

Corrélation du bruit

Attention

Noradrénaline

Neuromodulateurs

Noise corrélation

Attention

Noradrenaline

Neuromodulators

Résumé

Le comportement normal d’un individu est le résultat de l’interaction entre les neurones, appelée la corrélation du bruit, qui se déroule en intra et inter les régions cérébrales. Cette corrélation joue un rôle important dans l’attention, la mémoire, la perception et la prise de décision. Plusieurs études ont montré qu’il y a une diminution de la corrélation du bruit pendant les processus d’apprentissage et que son augmentation est corrélée avec les échecs comportementaux. De ce fait, comprendre comment cette corrélation est ajustée en fonction des changements du comportement est très important pour déterminer les processus neuronaux sous-jacents. En effet, ces processus neuronaux sont contrôlés par les neuromodulateurs. Plusieurs maladies neuropsychiatriques sont liées à une anomalie de régulation des ces neuromodulateurs. Par exemple, les personnes qui soufrent d’un trouve de déficit de l’attention avec hyperactivité (TDAH) ont un déficit attentionnel qui très handicapant de la vie quotidienne. En effet, déficit attentionnel est atténué par une augmentation sélective de la neuromodulation noradrégergique. Cependant les mécanismes d’action des molécules utilisées, comme la Ritaline qui est un agoniste noradrénergique, sont inconnus. L’objectif de ma thèse est d’étudier et comprendre les processus neuronaux liés à cette maladie ainsi que les mécanismes d’action des agonistes noradrénergiques. Plus précisément, j’ai étudié comment cette corrélation du bruit est ajustée en fonction des changements de l’engagement attentionnel chez des sujets sains et des sujets avec un déficit attentionnel. Afin de réaliser mes travaux de recherche j’ai utilisé la technique d’enregistrement élecrtophysiologiques chez le primate non-humain combiné avec des injections pharmacologiques. Mes travaux de recherche ont montrés que cette corrélation du bruit diminue quand l’engagement attentionnel augmente. De plus, cette corrélation du bruit change d’une manière rythmique dans le temps afin de s’adapter aux changements comportementaux. Spécifiquement, on montre que la modulation noradrénergique a des effets locaux en diminuant la corrélation du bruit au sein des réseaux neuronaux

Optimal behavior is the result of interactions between neurons, called noise correlation, both within and across brain areas. Noise correlations play an important role in attention, memory, perception and decision-making. Many studies have shown that noise correlations decrease in the process of learning and to correlate with overt behavioral performance, higher noise correlations predicting behavioral failures. Identifying how these neuronal interactions adjust to the ongoing behavioral demand is key to understand the neuronal processes and computations underlying optimal behavior. These neuronal processes depend on tightly controlled activity in brainstem neurons that release neuromodulators at their target sites. Understanding the link between neuromodulation and the variation of noise correlation within brain region would help to describe mechanisms by which neuromodulator exerts its effect. My thesis aims to investigate how noise correlations is adjusted to cognitive and task engagement both in healthy brain state and in brain suffer from attention deficit. To do so, I combined pharmacology, behavioral and electrophysiology in non-human primate. Overall, we show that noise correlations decrease across tasks as cognitive engagement and task demands increase. Specifically, noradrenergic modulation induce a local effect by decreasing noise correlations within networks