Existence et origine des réactivations de la mémoire dans le cortex auditif

Existence and origin of memory reactivations in the auditory cortex

• Auteur / Autrice : Arsenii Goriachenkov
• Direction : Yves Boubenec, Karim Benchenane
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des systèmes perceptifs (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Audition
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)

Mots clés

Mots clés libres

Mémoire

Sommeil

Consolidation de la mémoire

Cortex auditif

Hippocampe

Memory

Sleep

Memory consolidation

Auditory Cortex

Hippocampus

Résumé

Un dialogue intense entre l'hippocampe et le cortex sous-tend la consolidation de la mémoire. On pense que les réactivations des modèles d'activité neuronale liés à l'expérience conduisent à la consolidation de la mémoire sensorielle au niveau cortical. Les réactivations de l'hippocampe, qui se produisent principalement pendant les ondulations aiguës du sommeil lent ou de l'éveil calme, servent de médiateur au transfert de l'expérience récente de l'hippocampe vers les zones corticales pour un stockage à long terme. Si les réactivations hippocampiques ont été bien décrites, les réactivations corticales sont beaucoup moins bien comprises, et le lien exact entre ces deux structures pendant l'éveil est inconnu. Nous cherchons ici à déterminer si des réactivations spontanées se produisent également dans les cortex sensoriels après une expérience sensorielle. Nous chercherons également à déterminer ce qui motive ces réactivations, ainsi que l'interaction entre les états d'éveil et de sommeil, les événements hippocampiques et la dynamique corticale pendant les réactivations corticales. Notre hypothèse de travail est que les réactivations corticales peuvent avoir des origines différentes selon l'état de vigilance de l'animal. Plus précisément, nous postulons que les réactivations pendant l'éveil sont dirigées par la dynamique corticale interne, tandis que les réactivations pendant le sommeil sont dirigées par l'hippocampe. Pour tester cette hypothèse, nous combinerons une modalité d'imagerie de pointe unique (imagerie fonctionnelle 3D par ultra-sons) avec l'électrophysiologie simultanée chez les furets éveillés et endormis, couplée à une analyse de données haut de gamme, afin de faire progresser les connaissances fondamentales sur les mécanismes de la mémoire et de l'apprentissage.

Intense dialogue between the hippocampus and cortex underlies memory consolidation. It is thought that reactivations of experience-driven patterns of neuronal activity lead to the consolidation of sensory memory at the cortical level. Hippocampal reactivations, which mainly occur during sharp-wave ripples in slow-wave sleep or calm wakefulness, mediate the transfer of recent experience from the hippocampus to cortical areas for long-term storage. While hippocampal reactivations have been well described, cortical ones are much less understood, and the exact link between these two structures during wake is unknown. Here we aim to investigate whether spontaneous reactivations also occur in sensory cortices after sensory experience. We will also investigate what drives these reactivations, and the interplay between wake/sleep states, hippocampal events, and cortical dynamics during cortical reactivations. Our working hypothesis is that cortical reactivations can have different origins depending on the animal's vigilance state. Specifically, we postulate that reactivations during wakefulness are driven by internal cortical dynamics, while sleep reactivations are led by the hippocampus. For testing this hypothesis, we will combine a unique cutting-edge imaging modality (3D functional UltraSound imaging) alongside simultaneous electrophysiology in awake and asleep ferrets coupled with high-end data analysis to advance fundamental knowledge in the mechanisms of memory and learning.