Rôle(s) des motivations naturelles dans la prise décision : bases neurobiologiques et comportementales

Roles of natural motivations in decision-making : neurobiological and behavioral bases

• Auteur / Autrice : Jonathan Chabout
• Direction : Sylvie Granon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 30/10/2012
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Neurosciences Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2010-2014)
• Jury : Président / Présidente : Jean Champagnat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Granon, Jean Champagnat, Anne-Marie Mouly, Etienne Coutureau, Valérie Daugé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Marie Mouly, Etienne Coutureau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Comportement social

Vocalisation animale

Prise de décision

Cortex préfrontal

Interaction sociale

Animaux -- Production de sons

Prise de décision

Cortex frontal

Mots clés libres

Prise de décision

Motivation

Interaction sociale

Cortex préfrontal

Vocalisations

Decision-making

Motivation

Social interaction

Prefrontal cortex

Ultrasonic vocalizations

Emotional state

Résumé

La prise de décision est un processus indispensable et vital pour les mammifères. Elle permet à l’individu de s’adapter aux changements qui s’opèrent dans son environnement et résulte de l’intégration d’informations sensorielles, émotionnelles, motivationnelles et exécutives (qui peuvent être internes ou externes à l’individu). Des études, à la fois chez le sujet humain (sujet sain, patients cérébrolésés ou atteints de pathologies psychiatriques), et sur les modèles animaux singe, rats ou souris, ont permis d’identifier le cortex préfrontal comme acteur crucial dans ces processus exécutifs complexes. La mise en place au sein de notre laboratoire d’un test d’interaction sociale permettant de générer des prises de décision rapides et adaptées en présence d’un congénère nouveau, nous a permis d’étudier les bases neurobiologiques et comportementales sous-jacentes à la prise de décision et à la flexibilité comportementale. Il est connu que les rongeurs émettent des USVs dont le rôle et les mécanismes motivationnels et/ou émotionnels restent largement inconnus à ce jour. Mon travail de thèse repose principalement sur l’identification des acteurs cérébraux de cette interaction sociale, et sur le rôle putatif des USVs. D’autre part, je me suis employé à comprendre comment les motivations naturelles (telles que la nourriture, l’exploration d’objet ou de l’environnement, et l’interaction avec un congénère) sont intégrées au canevas de prise de décision et comment elles l’influencent.Dans un premier temps, en utilisant des procédures d’imagerie cellulaire basée sur l’expression de gènes précoces (c-fos), et ce, à la fois chez des animaux contrôles et chez des animaux présentant des troubles des comportements sociaux (β2KO), nous avons pu mettre en évidence l’implication différentielle de sous-parties du cortex préfrontal chez la souris. Par la suite, la mise en place d’un logiciel spécifique d’analyse, ainsi que la modulation de l’état de motivation de l’animal lors de la tâche d’interaction sociale, nous a permis de mieux comprendre l’établissement de comportements adaptés lors de l’interaction sociale. Pour finir, en variant les contextes comportementaux, nous avons montré qu’il existe une relation étroite entre état émotionnel et motivationnel de l’animal et émission d’USVs. Notamment, les USVs semblent porter une information spécifique lors de l’interaction sociale qui reste encore largement à déterminer.

Decision-making is one of the most essential process for mammals. It allows the individual to adapt to environmental changes by the integration of sensory, emotional, motivational and executive information. Numerous studies, in human subject (healthy or not), and on animal models like monkey, rats or mice, have allowed the identification of a major actor in these complex processes: the prefrontal cortex. In our laboratory, we set up a new test, called the social interaction task -SIT-, to generate quick and adapted decision-making in presence of a new congener. This task was used to dissect neural and behavioral bases underlying decision-making and behavioral flexibility during social interaction. It is well known now that rodents emit ultrasonic vocalizations -USVs-, of which roles and mechanisms (motivational or emotional) remain largely unknown. My work was devoted to the identification of brain structures that allow flexible social interactions, and to the unraveling of the putative role(s) of USVs during SIT. I also tried to understand how natural motivations (like social interaction, exploration, and food consumption) take part in the decision-making process.First, by using cellular imaging procedure based on the expression of immediate early genes (c-fos): we were able to highlight the differential involvement of sub-areas of the prefrontal cortex in mice. Subsequently, the development of a new specific software, and the ability to modulate the motivational state of the animal, enabled us to understand better the establishment of adapted behaviors during the SIT. Finally, by varying behavioral contexts, we found a tight relationship between emotional/motivational states and USVs emissions. Notably, USVs appear to carry specific information in social interaction, and this point largely remains to be determined.