Codage de distance dans la région CA1 de l'hippocampe : effets d'une inactivation pharmacologique du septum médian

Distance coding in CA1 region of hippocampus : effects of pharmacological inactivation of medial septum

• Auteur / Autrice : Mathilde Nordlund
• Direction : Alfonso Represa, Julie Koenig
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 05/07/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Neurobiologie de la Méditerranée (INMED) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Francesca Sargolini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Cassel, Jérôme Epsztein
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gabrielle Girardeau, Romain Goutagny

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aire visuelle

Mouvements

Troubles de l'intégration sensorielle

Cartes cognitives

Mots clés libres

Navigation spatial

Cellules de lieu

Codage de distance

Spatial navigation

Place cells

Distance coding

Résumé

Naviguer de façon flexible vers des buts imperceptibles supposent l’existence d’une représentation interne de notre environnement, aussi appelée carte cognitive. Les cellules de lieu de l’hippocampe, par leur activité spatialement modulée, sont de bons candidats pour fournir un substrat neuronal à ces représentations internes. L’objectif de ce travail de thèse a été de caractériser les mécanismes permettant aux cellules de lieu d’intégrer les informations sensorielles internes (générées par le mouvement). Pour ce faire, nous avons étudié le codage de distance des cellules de lieu grâce à des enregistrements extracellulaires de CA1 chez des rongeurs naviguant dans des environnements virtuels linéaires. Nous avons montré, dans un premier temps, que la disponibilité en indices visuels proximaux influence ce codage de distance. Par la suite, nous nous sommes intéressés aux mécanismes permettant de générer le codage de distance. Par les nombreuses projections que reçoivent les cellules de lieu des cellules de grille du cortex entorhinal médian, nous avons émis l’hypothèse que les cellules de grille étaient fortement impliquées dans l’activité des cellules de lieu sous influence des indices internes. Nous avons effectué des inactivations pharmacologiques du septum médian, connues pour affecter l’activité spatiale des cellules de grille. Nous avons observé une diminution drastique du nombre de cellules codant la distance. De façon intéressante, l'effet de l’inactivation n’empêche pas la présence de cellules de lieu codant pour la position. Ces résultats suggèrent que le codage de distance des cellules de lieu serait dépendant de l’activité des cellules de grille.

Flexible navigation towards imperceptible goals requires an internal representation of our environment, also called a cognitive map. Hippocampal place cells, through their spatially modulated activity, are good candidates to provide a neural substrate for these internal representations. The aim of this thesis was to characterize the mechanisms by which place cells integrate internal sensory information (generated by movement). To this end, we studied the distance coding of place cells using extracellular CA1 recordings in rodents navigating in linear virtual environments. We first showed that the availability of proximal visual cues influences this distance coding. Subsequently, we investigated the mechanisms by which distance coding is generated. Based on the numerous projections that place cells receive from grid cells in the medial entorhinal cortex, we hypothesized that grid cells are strongly involved in the activity of place cells under the influence of internal cues. We performed pharmacological inactivations of the medial septum, known to affect the spatial activity of grid cells. We observed a drastic decrease in the number of distance-encoding cells. Interestingly, the effect of the inactivation did not prevent the presence of position-encoding place cells. These results suggest that the distance coding of hippocampal place cells is dependent on the activity of grid cells in the medial entorhinal cortex.