Rôle du noyau subthalamique dans les processus motivationnels et décisionnels et ses dysfonctionnements chez le rat

Role of the subthalamic nucleus in the motivational and decisional processes and its dysfunctions in the rat

• Auteur / Autrice : Emmanuel Breysse
• Direction : Christelle Baunez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 10/07/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Marianne Amalric
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christelle Baunez, Marianne Amalric, Mehdi Khamassi, Marie-Laure Welter, Marcello Solinas, Julien Bastin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mehdi Khamassi, Marie-Laure Welter

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrophysiologie

Récompense

Prise de décision

Cortex préfrontal

Noyaux gris centraux

physiologie

Motivation

Stimulation cérébrale profonde

Noyau subthalamique

Mots clés libres

Noyau subthalamique

Ganglions de la base

Motivation

Contrôle de l’inhibition

Prise de décision

Récompense

Héroïne

Électrophysiologie

Comportement

Stimulation à haute fréquence

Rat

Subthalamic nucleus

Basal ganglia

Motivation

Inhibitory control

Decision making

Reward

Heroin

Electrophysiology

Behaviour

High frequency stimulation

Rat

Résumé

Considéré pendant très longtemps uniquement pour son rôle moteur, dans les deux dernières décennies le noyau subthalamique (NST) a fait l'objet d'études portant sur son rôle dans les processus cognitifs et motivationnels. Nous avons étudié les effets de la lésion du NST sur la prise de décision et le jeu pathologique. Nous avons observé, que la lésion du NST diminuait la prise de risque lors de choix incertain ou lors du jeu pathologique. Nous avons trouvé que la lésion du NST diminuait les comportements compulsifs lorsqu’un choix était mis en jeu. Enfin, nous avons observé que la lésion de la zona incerta avait des effets opposés à celle du NST sur la prise de risque. Nous avons montré que la SHF du NST bloquait le processus de ré-escalade de prise de d’héroïne. Dans un troisième temps, nous avons effectué des enregistrements électrophysiologiques dans une tâche comportementale. Nous avons montré que différentes populations de neurones codaient les différentes récompenses, quel que soit leur nombre ou leur nature. De plus, nous avons montré que : lors du remplacement d'une récompense, les neurones du NST se réorganisaient pour coder différemment une même récompense en fonction du contexte, répondaient spécifiquement aux erreurs dans la réalisation de la tâche spécifiques de la récompense attendue et enfin que les neurones du NST étaient capables de coder l’omission de la récompense. L'ensemble de ce travail apporte un éclairage sur l'implication du NST dans les processus motivationnels et décisionnels en en faisant notamment une cible potentielle dans le traitement de la dépendance aux drogues d’abus, au jeu pathologique et des troubles obsessionnels compulsifs.

Considered for a long time only for his motor role in the last two decades the subthalamic nucleus (STN) has been studied for its role in cognitive and motivational processes. We studied the effects of the STN lesion in decision making and pathological gambling. We observed that the lesion of STN decreased risk taking during uncertain when choosing or pathological gambling. We found that the lesion of STN decreased compulsive behaviors when a choice was put in. Finally, we observed that the lesion of shingles incerta had the opposite effect to that of the STN on risk taking. We have shown that STN HFS blocking the process of re-escalation of taking heroin. Thirdly, we performed electrophysiological recordings in a behavioral task. We showed that different populations of neurons encode different rewards, regardless of their number or nature. In addition, we showed that: when replacing a reward, the STN neurons reorganized differently to encode the same reward depending on the context, specifically meet the errors in the implementation of the specific task of the expected reward and finally STN neurons were capable of encoding the omission of reward. This work highlights the involvement of the STN in motivational and decision making process in particular a potential target in the treatment of addiction to drugs of abuse, pathological gambling and obsessive compulsive disorder.