Rôle du striatum, du noyau subthalamique et du globus pallidus externe dans les processus motivationnels : étude électrophysiologique de l'influence de la force et de la récompense dans une tâche visuo-motrice chez le singe

Role of the striatum, the subthalamic nuclus and the external part of the globus pallidus in motivational processes : electrophysiological study of the influence of the force and the reward in a visuo-motor task in monkeys.

• Auteur / Autrice : Simon Nougaret
• Direction : Paul Apicella, Sabrina Ravel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 13/02/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Lydia Kerkerian-Le Goff
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathias Pessiglione, Wolfram Schultz
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Brian Lau, Thomas Boraud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cerveau -- Stimulation

Noyaux basaux

Corps strié

Mots clés libres

Motivation

Récompense

Effort

Électrophysiologie

Singe

Ganglions de la base

Striatum

Noyau subthalamique

Globus pallidus externe

Motivation

Reward

Effort

Electrophysiology

Monkey

Basal ganglia

Striatum

Subthalamic nucleus

Extrenal part of the globus pallidus

Résumé

Les ganglions de la base forment un ensemble de structures sous-corticales connues pour leur implication dans les processus sensori-moteurs, cognitifs et motivationnels. L’objectif de ce travail était d’approfondir le rôle des neurones du noyau subthalamique (NST), des neurones de projections et interneurones cholinergiques du striatum et des neurones du globus pallidus externe (GPe) dans la mise en place et l’exécution d’un comportement dans différents contextes motivationnels. Nous nous sommes intéressés à l’influence de l’effort et de la récompense sur l’activité de ces neurones grâce à une approche comportementale associée à des enregistrements extracellulaires unitaires chez le singe éveillé. L’influence de ces facteurs a été appréhendée dans une tâche visuo-motrice dans laquelle différents niveaux d’effort et de récompense étaient imposés à l’animal. Nos résultats comportementaux ont montré une prise en compte de la valeur des stimuli par les animaux. Les résultats électrophysiologiques obtenus montrent une implication de chacune des populations étudiées dans le traitement des informations relatives à l’effort et à la récompense. Ils suggèrent un rôle des neurones du NST, du striatum et du GPe respectivement dans la mise en place, l’exécution et l’évaluation de l’action sur la base de la valeur subjective de la récompense. Nos résultats apportent des informations nouvelles sur les substrats neurophysiologiques qui sous-tendent les processus motivationnels dans la circuiterie des ganglions de la base.

The basal ganglia form a set of subcortical structures known to be involved in sensorimotor, cognitive and motivational processes. The aim of this work was to study the role of the subthalamic nucleus (STN) neurons, the cholinergic interneurons and the projection neurons of the striatum and the neurons of the external part of the globus pallidus (GPe) in the establishment and the execution of a behavior under different motivational contexts. We examined the influence of effort and reward on the activity of these neurons with a behavioral approach combined with extracellular recordings in awake monkeys. The influence of these factors has been investigated in a visuo-motor task in which different levels of effort and reward were imposed on the animal. Our behavioral results showed a consideration of the value of the visual stimuli by the animals. Electrophysiological results showed an implication of each of the neuronal populations studied in the encoding of force and reward related information. These data suggest a role of STN, striatum and GPe in the establishment, the execution and the update of the benefit of the action based on subjective reward value. Our results bring out new features on the neurophysiological substrates underlying motivational processes in basal ganglia circuitry.