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Venue : Centre Broca
Lionel Dahan
CRCA, Toulouse
Invited by Thomas Boraud (IMN)
Title
Dopamine as a teaching signal : VTA projections to the dorsal hippocampus trigger LTP and spatial learning.
Abstract
The role of VTA dopamine neurons in the reward system is well described. However, the case of dopamine projections to the hippocampus and its role in memory is less studied. Models and theoretical work trying to explain how and why only a subset of events are stored in long term memory have proposed that dopamine might be a trigger for long term potentiation (LTP) underlying episodic and contextual memory. In order to directly assess this hypothesis of a dopamine as a teaching signal for hippocampus dependant memory, we combined in vivo electrophysiological recordings, behavioural experiments and optogenetic tools. We describe a new form of hippocampal LTP triggerd by dopamine that we name DA-LTP. Moreover, we show that dopamine bidirectionally modulate contextual learning. This constitutes the first direct experimental evidence supporting a role of midbrain-hippocampus dopamine pathway as a teaching signal inducing LTP responsible for context encoding.
Publications
– Szabo, Cattaud, Bezzina, Dard, Sayegh, Gauzin, Lejards, Valton, Rampon, Verret, Dahan. Neuronal hyperexcitability in the Tg2576 mouse model of Alzheimer’s disease – the influence of sleep and noradrenergic transmission. Neurobiol Aging 2023; 123:35-48. Cet article continue nos travaux précédents sur l’épilepsie chez la souris Tg2576 et montre qu’en plus d’apparaitre extrêmement précocement, l’épilepsie de ces souris a lieu surtout en sommeil paradoxal, en partie à cause de l’inhibition exercée pendant l’éveil par le système noradrénergique. Ce travail, ainsi que nos précédents travaux sur ce sujet, sont la base du projet transrationnel EREMAD dont je suis le responsable scientifique.
– Sayegh, Herraiz, Colom, Lopez, Rampon, Dahan. D1/5 dopamine receptors are necessary for learning a novel context. Learning & Memory. 2022; 29(6):142-145. Dans cet article, nous validons notre nouveau test comportemental permettant d’interférer spécifiquement avec l’apprentissage d’un nouveau contexte, sans interférer avec le conditionnement lui-même. Nous montrons le rôle des récepteurs de dopamine dans l’hippocampe à l’aide d’outils pharmacologiques. Il ouvre la voie à un article plus ambitieux utilisant des outils optogénétiques.
– Cattaud, Bezzina, Rey, Lejards, Dahan, Verret. Early disruption of parvalbumin expression and perineuronal nets in the hippocampus of the Tg2576 mouse model of Alzheimer’s disease can be rescued by enriched environment. Neurobiol Aging. 2018; 72:147-158 (31 citations). Dans cet article nous montrons qu’une procédure d’enrichissement environnementale, dont on sait qu’elle permet de compenser les troubles mnésiques des souris Tg2576 modèles de la maladie d’Alzheimer, corrige les défauts de matrice perineuronale autour des interneurones à parvalbumine, identifiant cette matrice comme une cible thérapeutique.
– Lecomte, Degache, Descamps, Dahan, Bergaud. In vitro and in vivo biostability assessment of chronically-implanted Parylene C neural sensors. Sensors and Actuators B: Chemical. 2017 251:1001-1008 (47 citations). Nous avons montré que les nouvelles électrodes souples mises au point au LAAS sont fonctionnelles et stables dans le temps et que le traitement au PEDOT améliore significativement la qualité des signaux enregistrés.
– Remaud, Ceccom, Carponcy, Dugué, Menchon, Pech, Halley, Francés, Dahan. Anisomycin injection in area CA3 of the hippocampus impairs both short-term and long-term memories of contextual fear. Learning & Memory. 2014; 21: 311-315 (20 citations). Nous montrons ici que la synthèse protéique dans CA3 est nécessaire aux tous premiers instant de la mémoire contextuelle. Cette observation oblige à revoir la définition de la mémoire à court terme en tant que mémoire indépendante de la synthèse protéique.