Rôle du cortex entorhinal médian dans le traitement des informations spatiales : études comportementales et électrophysiologiques

Role of the medial entorhinal cortex in spatial information processing : behavioral and electrophysiological studies

• Auteur / Autrice : Pierre-Yves Jacob
• Direction : Francesca Sargolini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 24/01/2014
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Poucet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Gaussier, Karim Benchenane
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sidney Irwin Wiener, Laure Rondi-Reig

Mots clés

Mots clés contrôlés

Comportement spatial

Rats de laboratoire

Hippocampe (anatomie)

Cortex cérébral

Mots clés libres

Cortex entorhinal médian

Cellules grilles

Informations idiothétiques et allothétiques

Distance

Intégration des trajets

Système vestibulaire

Hippocampe

Cellules de lieu

Enregistrement unitaire

Potentiels de champ

Medial entorhinal cortex

Grid cells

Idiothetic and allothetic information

Distance

Path integration

Vestibular system

Hippocampus

Place cells

Unit recording

Local field potential

Résumé

Le travail de recherche réalisé au cours de cette thèse s'intéresse à la nature des représentations spatiales formées par le cortex entorhinal médian (CEM). Tout d'abord, nous montrons que le CEM code spécifiquement une information de distance, l'une des composantes nécessaires pour que l'animal puisse réaliser un type de navigation reposant sur les informations idiothétiques, appelé intégration des trajets. Puis, nous observons que le système vestibulaire, une source importante d'informations idiothétiques, influence l'activité thêta du CEM et permet la modulation de ce rythme thêta par la vitesse de déplacement des animaux. Ensuite, nous montrons que l'activité du CEM est nécessaire à la stabilité de l'activité des cellules de lieu. Parallèlement, nous observons que l'activité des cellules grilles du CEM est modifiée par les informations contenues dans l'environnement (allothétiques).Dans leur ensemble, nos résultats montrent que le CEM traite et intègre des informations idiothétiques mais aussi des informations allothétiques. Ces données suggèrent que la carte spatiale du CEM ne fournit pas une métrique universelle reposant sur les informations idiothétiques, mais possède un certain degré de flexibilité en réponse aux changements environnementaux. De plus, cette carte spatiale entorhinale n'est pas requise pour la formation de l'activité spatiale des cellules de lieu, contrairement à ce que suggère l'hypothèse dominante.

The work conducted during my PhD thesis was aimed at understanding the nature of the spatial representation formed by the the medial entorhinal cortex (MEC). First, we show that the MEC codes specifically distance information which is necessary for a type of navigation based on idiothetic cues, called path integration. Then, we observe that the vestibular system, an important source of idiothetic information in the brain, influences the MEC theta rhythm and its modulation by the animal velocity. In addition, we show that MEC activity is necessary for the stability of place cells activity. Finally, we observe that entorhinal grid cells activity is modified by the information available in the environment (allothetic information).Together, our results show that the MEC processes and integrates idiothetic information as well as allothetic information. These data suggest that the entorhinal map is not a universal metric based on idiothetic information, but is flexible and dependant on the information present in the environment. In addition, the entorhinal map is not required for the generation of place cells activity, contrary to the dominant hypothesis.