Lieu : CARF, salle de conférences
Zoom: https://u-bordeaux-fr.zoom.us/j/411548697
Meeting ID: 411 548 6972
Soutenance en anglais
Titre
Differential contribution of distinct prefrontal neuronal populations to danger representations
Résumé
Les animaux peuvent être confrontés à une grande diversité de situations dangereuses au sein de leur environnement. Les systèmes de défense permettent aux animaux de se placer dans un état de vigilance, d’identifier des dangers potentiels, ainsi que de reconnaître des stimuli sensoriels associés à des menaces spécifiques. L’ensemble de ces mécanismes permet ainsi l’expression de réponses comportementales optimales pour faire face efficacement à un danger éventuel. Des dysfonctionnements dans la réponse à un danger potentiel sont impliqués dans diverses pathologies psychiatriques telles que les troubles anxieux, les phobies ou encore l’état de stress post-traumatique. Il est donc essentiel de comprendre les mécanismes neuronaux sous-jacents à ces comportements défensifs afin d’élucider les bases neuronales de ces pathologies. Les comportements défensifs sont influencés par de multiples structures cérébrales interconnectées. Parmi elles, le cortex préfrontal (CPF), impliqué dans l’intégration multimodale des stimuli et le contrôle des comportements complexes, représente une région clé impliquée dans la régulation des comportements défensifs. La majorité des données de la littérature concernant l’implication du CPF dans les comportements défensifs se base sur des paradigmes de conditionnement de la peur très simples au cours desquels un stimulus sensoriel unique entraîne l’expression concomitante d’un comportement défensif spécifique (par exemple, le freezing ou l’évitement). La simplicité de ce type de paradigme rend difficile l’identification des processus neuronaux précis dans lesquels le CPF est engagé (par exemple, l’identification ou la discrimination des stimuli menaçants, la présence d’un état comportemental aversif ou encore l’exécution d’une réponse défensive). De plus, d’un point de vue cellulaire, les données de la littérature se concentre majoritairement sur les neurones pyramidaux excitateurs (Pyr) – ou sur des populations neuronales mixtes du CPF dorsomedian (CPFdm). Cependant, l’activité des Pyr est largement orchestrée par un réseau hétérogène d’interneurones (IN) GABAergiques, parmi lesquels les neurones exprimant la somatostatine (SST+) et la parvalbumine (PV+) sont les types les plus répandus. Un corpus limité de preuves démontre le rôle essentiel des INs du CPFdm dans la formation d’une mémoire aversive et dans l’expression du freezing. Ainsi, une vision plus complète de la manière dont les neurones du CPFdm, en particulier les INs, traitent les informations liées au danger fait toujours défaut et nécessiterait la mise en place de paradigmes comportementaux plus complexes. Au cours de ce travail, nous avons cherché à déterminer le rôle des principales populations neuronales du CPFdm (neurones pyramidaux, SST+ et PV+) dans l’encodage des états défensifs et des caractéristiques menaçantes spécifiques (son et contexte) nécessaires à l’expression des réponses comportementales défensives adaptées. Dans ce but, nous avons combiné des approches d’imagerie calcique in vivo de l’activité des neurones du CPFdm avec des manipulations optogénétiques au cours d’un nouveau paradigme comportemental dans lequel les souris sont confrontées à différentes situations menaçantes. Nous avons démontré que chacune des populations neuronales étudiées encode différemment les informations liées à la menace. De plus, la population SST+ discrimine les informations menaçantes spécifiques, processus nécessaire à la sélection des comportements défensifs appropriés. En revanche, bien que l’activité de la population d’interneurones PV+ code de manière moins spécifique la présence des stimuli aversifs, et ce indépendamment de leur valeur émotionnelle, leur activité est néanmoins essentielle à la mise en place des comportements défensifs. L’ensemble de ces données suggère que l’encodage d’informations distinctes au sein de différentes populations neuronales du CPFdm permet une représentation neuronale du danger.
Mots clés : Cortex préfrontal, interneurones, comportements de défense, danger, imagerie calcique.
Jury
M. François GEORGES – Directeur de recherche, IMN, Bordeaux – president
Mme Nadine GOGOLLA – Directrice de recherche, Max Planck Institute of Psychiatry, Munich – rapportrice
M. Philip TOVOTE – Professor, Institute of Clinical Neurobiology, Würzburg – rapporteur
M. Antoine BESNARD – CRCN, Institut de Génomique Fonctionnelle, Montpellier – examinateur
Mme Lisa ROUX – Chargée de recherche, IINS, Bordeaux – examinatrice
Publications
Menegolla AP, Lopez-Fernandez G, Herry C, Martin-Fernandez M. Differential contribution of distinct neuronal populations to danger representations. bioRxiv 2024.01.24.577067. doi: 10.1101/2024.01.24.577067
Martin-Fernandez M, Menegolla AP, Lopez-Fernandez G, Winke N, Jercog D, Kim HR, Girard D, Dejean C, Herry C. Prefrontal circuits encode both general danger and specific threat representations. Nat Neurosci. 2023 Dec;26(12):2147-2157. doi: 10.1038/s41593-023-01472-8