Aventureux ou compétent ? Etude de la contribution des microcircuits inhibiteurs striataux dans l'équilibre comportemental entre exploration et exploitation

Adventurous or skilled? Investigating the contribution of striatal inhibitory microcircuitry to the behavioral balance between exploration and exploitation

• Auteur / Autrice : Maewenn Cazala
• Direction : David Robbe, Elodie Fino
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INMED - Institut de Neurobiologie de la Mediterranée

Mots clés

Mots clés libres

Circuits

Interneurons

Striatum

Exploration

Exploitation

Résumé

De nombreux animaux sont continuellement confrontés au dilemme d'effectuer/affiner des actions qui sont sources de récompenses ou d'explorer leur environnement pour acquérir de nouvelles connaissances sur des ressources alternatives. Les bases neuronales responsables de ce compromis entre exploitation et exploration sont encore mal connues. Dans ce projet de thèse, nous proposons de tester l'hypothèse selon laquelle différentes régions le long de l'axe corticostriatal jouent un rôle clé dans cet équilibre. Nous examinerons comment l'activité dans le striatum associatif entraîne un comportement exploratoire chez la souris et est finement régulée par les circuits inhibiteurs locaux. De même, nous étudierons si et comment des changements contribuent à des actions plus efficaces. Etant donné la composition hétérogène des circuits inhibiteurs dans les striatum associatif (DMS, enrichi en interneurones Somatostatin+, SOM+) et sensorimoteur (DLS, enrichis en interneurones parvalbumin+, PV+), notre hypothèse est que ces différents interneurones inhibiteurs auront un impact fonctionnel spécifique dans ces stratégies comportementales. Pour tester cette hypothèse, nous utiliserons une tâche comportementale de recherche de nourriture mise au point dans l'équipe. Les souris se déplacent librement dans une grande arène dans laquelle un protocole de distribution de récompense en boucle fermée peut favoriser soit l'exploitation (tours répétitifs autour d'un objet pour collecter des récompenses), soit l'exploration (les récompenses sont rarement distribuées successivement autour d'un même objet et pour une même action). En utilisant des manipulations chimiogénétiques, nous testerons l'hypothèse selon laquelle l'activité des interneurones inhibiteurs SOM+ sur les neurones de projections (SPNs) dans le DMS favorise l'exploration (ou exploitation). De même, nous testerons l'hypothèse selon laquelle l'activité des interneurones PV+/SPNs dans le DLS pourrait favoriser les mouvements rapides et stéréotypés (ou lents et variables) orientés vers la récompense autour des objets. Nous examinerons ensuite les mécanismes contrôlant le rapport d'activité des SPNs et les entrées inhibitrices des interneurones locaux (SOM dans le DMS et PV dans le DLS). Pour cela, nous étudierons la dynamique des réseaux DMS et DLS avec une résolution cellulaire grâce à l'imagerie calcique bi-photonique chez des animaux avec la tête fixée mais explorant/exploitant leur environnement grâce à un système d'environnement mobile placé sur coussin d'air, installé sous le microscope. L'utilisation de souris transgéniques permettra d'identifier et séparer l'activité de type cellulaire précis et différencier les interneurones des SPNs. Ainsi nous serons en mesure d'évaluer leur dynamique et activité corrélative dans différents contextes de l'environnement. Enfin, le couplage de l'imagerie et les manipulations chimiogénétiques permettront de mesurer le poids fonctionnel des interneurones sur l'activité des réseaux striataux.