Thèse soutenue

Interactions hippocampo-corticales sous-tendant la mémoire épisodique
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Ariane Bochereau
Direction : Sidney Irwin WienerMichaël Zugaro
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Neurosciences
Date : Soutenance le 10/09/2020
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Interdisciplinaire de Recherche en Biologie (Paris)
Jury : Président / Présidente : Philippe Faure
Rapporteurs / Rapporteuses : Etienne Save, David Robbe

Résumé

FR  |  
EN

À la fin des années 50, les premières descriptions d’amnésie antérograde chez le patient H.M. ont mis en évidence le rôle crucial de l’hippocampe dans la mémoire, et plus précisément dans la mémoire déclarative, regroupant la mémoire épisodique (souvenirs personnels : ce qui s’est passé [’quoi’], son contexte spatial [’où’] et son contexte temporel [’quand’]), et la mémoire sémantique (connaissances générales). Afin d’étudier les bases neurales sous-tendant la mémoire, des études pionnières ont été menées sur des modèles de rongeurs. Ces études ont établi que l’hippocampe forme la base neurale d’une carte cognitive de l’environnement. Des travaux ultérieurs ont progressivement décortiqué l’organisation et la dynamique du réseau hippocampique. Lorsqu’un rat explore son environnement, des séquences rapides de cellules de lieu (d’une durée de #100 ms) représentant la trajectoire en cours et anticipant les choix futurs déchargent dans l’hippocampe. Ces séquences se forment au sein d’un unique cycle du rythme thêta (oscillation caractéristique de 8 Hz), d’où leur appellation «séquences thêta». Pendant les périodes de pause et le sommeil survenant immédiatement après l’exploration, des séquences similaires rejouent spontanément les mêmes trajectoires au cours de ripples (oscillations transitoires 200 Hz), comme si le rat «rêvait» de son expérience passée. Ces séquences rapides permettent aux neurones de décharger successivement dans des fenêtres de temps très courtes, optimales pour modifier les connexions synaptiques entre eux et former une trace mnésique persistante. En effet, la perturbation expérimentale de ces séquences thêta ou des ripples entraîne des déficits dans l’encodage, la consolidation de la mémoire ainsi que la planification. C’est donc cette fine organisation temporelle qui sous-tend les processus mnésiques, plutôt que l’activation lente des neurones à l’échelle de temps comportementale. L’hippocampe code donc à la fois l’espace et le temps, deux des trois composantes de la mémoire épisodique (’où’ et ’quand’). Qu’en est-il de la troisième composante (’quoi’) ? La preuve que certaines informations non spatiales sont encodées dans l’hippocampe est bien étayée par des décennies de travaux. Il a été rapporté que les neurones hippocampiques s’activent en réponse à des stimuli visuels, tactiles, olfactifs et auditifs dans un large éventail de conditions expérimentales et peuvent également représenter le temps, la récompense et les interactions sociales. L’activation successive des neurones hippocampiques codant ces informations non spatiales permet la formation de séquences ordonnées à une échelle de temps relativement longue correspondant à l’activité comportementale de l’animal. Elle ne permet donc pas la mise en place des mécanismes de plasticité nécessaires à la formation d’un souvenir persistant, lequel requiert au contraire une échelle de temps plus rapide (de l’ordre de dizaines de millisecondes) correspondant aux séquences thêta et aux ripples. Le but de mon projet est de mieux comprendre l’intégration des informations non spatiales dans les séquences hippocampiques à une échelle de temps rapide, pendant les ondulations de l’éveil et du sommeil, ainsi que pendant le rythme thêta. Nous avons enregistré des neurones dans l’hippocampe CA1 dorsal de rats effectuant une tâche comportementale comprenant des stimuli séquentiels spatiaux et non spatiaux. Les rats devaient apprendre à dissocier deux séquences composées de trois textures, ABC vs CBA, afin de faire un choix (tourner à droite ou à gauche) sur un labyrinthe en forme de huit numérique.