Bases neuronales du jugement d’ordre temporel chez le rat

Neuronal basis of temporal order judgement in rats

• Auteur / Autrice : Sloane Paulcan
• Direction : Valérie Doyère, Virginie Van Wassenhove
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 03/12/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Edeline
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jennifer Theresa Coull, Claire Martin, David Robbe, Philippe Isope
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jennifer Theresa Coull, Claire Martin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Comportement animal

Cortex préfrontal

Rats

Perception du temps

Mots clés libres

Ordre temporel

Audiovisuel

Test psychométrique

Cortex préfrontal

Temporal order

Audiovisual

Psychometric test

Prefrontal cortex

Résumé

Le jugement d’ordre temporel est un processus permettant l’organisation chronologique des stimuli perçus en fonction de l’écoulement objectif ou subjectif du temps. Il permet de créer une représentation perceptuelle de l’environnement, essentielle à la mise en place de comportements adaptés. Plusieurs pathologies, telles que la schizophrénie ou les troubles du spectre autistique, montrent une perturbation de la sensibilité et de la précision à détecter un ordre temporel, pouvant conduire à des délires et hallucinations. La plupart des études recensées à ce jour ont été réalisées chez l’Homme. A notre connaissance, uniquement trois études ont exploré le jugement de l’ordre temporel chez le rongeur. Au cours de cette thèse, nous avons donc développé une tâche comportementale permettant l’étude du jugement d’ordre temporel de stimuli audiovisuels chez le rat. Les rats ont été entraînés à appuyer sur un levier spatialisé (droite ou gauche) suite à la présentation d’un ordre de stimuli audiovisuels (AV et VA). Afin de s’assurer d’un traitement du premier puis du deuxième stimulus, des essais non renforcés (AA et VV) ont été ajoutés. Dans ce cas, la détection du premier ou du deuxième stimulus de la paire n'est plus suffisante pour permettre la réalisation d’une réponse correcte dans la mesure où les rats doivent traiter les deux stimuli successifs pour distinguer les essais renforcés et non renforcés (par exemple, AV et AA). Nous avons montré que les rats entraînés à cette tâche présentent des signatures perceptuelles du traitement de l’ordre temporel comparables aux données chez l’Homme. Parmi ces signatures, nous retrouvons une grande variabilité interindividuelle et un effet séquentiel, c’est-à-dire un effet de l’essai précédent sur la réponse à l’ordre temporel présenté. Nous avons ensuite voulu déterminer si certaines structures cérébrales sont impliquées dans ce traitement d’ordre temporel. Grâce à l’utilisation d’un marqueur de l’activité neuronale, nous avons pu démontrer l’implication du cortex préfrontal dans le traitement de l’ordre temporel chez le rat.

Temporal order judgment is a process allowing the chronological organization of the perceived stimuli according to the objective or subjective flow of time. The integration of stimuli order contributes to the perceptual representation of the environment in which individuals can evolve appropriately. Disruption of temporal order judgment is described in several pathologies, such as schizophrenia or autism spectrum disorders, in which the sensitivity and accuracy in the detection of the order are reduced, leading to delusions and hallucinations. To date, most of the studies have been carried out in humans. To our knowledge, only three studies have explored temporal order judgment in rodents. In this thesis, we have therefore developed a behavioural task allowing the study of temporal order judgment of audiovisual stimuli in rats. The rats were trained to press a spatialized lever (right or left) depending on the presentation of an audiovisual order (AV and VA). In order to ensure the processing of both the first and the second stimuli, non-reinforced trials (AA and VV) were added. Thus, the detection of the first or second stimulus of the pair was no longer sufficient to allow a correct response inasmuch as rats have to process the two successive stimuli to distinguish between reinforced and non-reinforced trials (e.g., AV and AA). We have shown that rats trained to this task displayed perceptual signatures comparable to the data reported in humans. Among these signatures, we found a large inter-individual variability and a sequential effect, in other words an effect of the previous trial on the ongoing trial. In addition, thanks to the use of a marker of neuronal activity, we were able to demonstrate the involvement of the prefrontal cortex in the temporal order judgment in rat.