Bases comportementales et neurobiologiques du conditionnement olfactif aversif chez l'abeille Apis mellifera

Behavioral and neurobiological bases of the olfactory aversive conditioning in the honeybee Apis mellifera

• Auteur / Autrice : Edith Roussel
• Direction : Martin Giurfa, Jean-Christophe Sandoz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences cognitives
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réflexe conditionné

Perception olfactive

Apprentissage -- Chez les animaux

Comportement animal

Abeilles

Mots clés libres

Olfaction

Abeille

Conditionnement aversif

Voies de renforcement

Modularité

Modifications induites par l'apprentissage

Lobe antennaire

Corne latérale

Résumé

Ce travail avait pour but de comprendre comment le cerveau différencie, traite et stocke des informations provenant d'expériences positives et négatives. Nous avons travaillé sur l'abeille Apis mellifera. L'étude de l'apprentissage et de la mémoire chez l'abeille a été auparavant essentiellement réalisée grâce à un conditionnement olfactif appétitif. Nous avons donc développé un conditionnement olfactif aversif qui consiste à associer une odeur et un choc électrique induisant le réflexe d'extension du dard. Les abeilles apprennent à étendre leur dard à l'odeur (I). Ce conditionnement est aversif car il produit un évitement de l'odeur renforcée quand l'animal est placé dans un labyrinthe suite au conditionnement (II). La voie de renforcement aversive dépend de la dopamine, alors que le conditionnement appétitif dépend de l'octopamine. Les abeilles peuvent ainsi gérer simultanément des associations appétitives et aversives au cours du même conditionnement (I). La sensibilité des abeilles aux stimuli inconditionnels appétitifs et aversifs est indépendante chez les mêmes abeilles. Plus une abeille est sensible au choc, mieux elle apprend l'association aversive, de même les butineuses, plus sensibles au choc que les gardiennes, apprennent mieux l'association aversive (III). Nous avons montré l'existence d'un codage olfactif dans la corne latérale (IV). Dans le lobe antennaire et la corne latérale, nous n'avons pas vu de modification induite par l'apprentissage de la représentation des odeurs pendant un conditionnement olfactif aversif (V). Notre étude contribue à une meilleure compréhension des capacités du cerveau à différencier et traiter des expériences positives et négatives.

This work aimed at understanding how the brain differentiates, processes and stores information acquired from positive and negative experiences. We have worked on the honeybee Apis mellifera. Learning and memory studies in the honeybee mostly rely on an appetitive conditioning protocol. We have thus developed an olfactory aversive conditioning, which consists in pairing odorant and electric shock eliciting the sting extension reflex. Bees learn to extend their sting to the odorant (I). This conditioning is indeed aversive because it produces an avoidance of the odorant previously punished when the animal is placed in a Y-maze after conditioning (II). The aversive reinforcement pathway depends on dopaminergic signalling, whereas appetitive conditioning depends on octopaminergic signalling. Bees could master simultaneously appetitive and aversive associations during the same conditioning experiment (I). Responsiveness of bees towards unconditioned appetitive and aversive stimuli are independent in the same bees. The more sensitive to shocks is a bee, the better it learns the aversive association as seen for the foragers, more sensitive to shocks than guards, learn better aversive associations (III). We described an olfactory coding in the lateral horn (IV). In the antennal lobe and lateral horn, we did not found any learning-induced modifications of odour-induced activation during olfactory aversive conditioning (V). Our study contributes to a better understanding of how the brain differentiates and processes positive and negative experiences.