Codage de la topologie de l'espace dans l'hippocampe : approches comportementale et électrophysiologique

par Alice Alvernhe

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Bruno Poucet.

Soutenue en 2010

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .


  • Résumé

    Plusieurs stratégies de navigation s'offrent aux animaux. Parmi celles-ci, l'utilisation de "cartes cognitives", ces représentations internes de l'environnement riches en contenu informatif et conférant la plus grande flexibilité au comportement, n'est qu'hypothétique. En effet, bien que de nombreux arguments soient en faveur de cette théorie, les capacités d'inférences de nouveaux raccourcis et de détours optimaux, propres à l'utilisation de cartes cognitives et qui en constituent l'intérêt majeur, n'ont pas été prouvées de façon indiscutable. Ces deux capacités nécessitent de disposer d'informations géométriques à la fois euclidiennes (angulaires et métriques) et topologiques (en particulier la connectivité entre les lieux). Depuis la découverte des cellules de lieu, l'hippocampe s'est vu attribué une place importante dans le codage des informations spatiales, et dans l'élaboration des cartes cognitives. Ces neurones sont en effet sélectivement activés lorsque l'animal se trouve dans certaines régions d'un environnement donné (champs d'activité), et certains indices montrent qu'ils peuvent utiliser des informations métriques et angulaires. Mais le codage de la topologie de l'espace par les cellules de lieu n'a, en revanche, pas été directement étudié. Ce codage est pourtant modélisable, aussi bien dans l'hippocampe que dans d'autres structures cérébrales. Les travaux réalisés au cours de ma thèse testent tout d'abord la capacité de reconnaissance et d'utilisation de la connectivité spatiale par les rats. Les résultats de ces tests apportent des arguments supplémentaires montrant que les animaux adaptent effectivement leur comportement de façon cohérente avec la possession d'une telle capacité. Parallèlement, nous avons testé la réponse des cellules de lieu à des modifications de la topologie de l'environnement, afin de déterminer si cette information est incluse dans la représentation hippocampique. Dans ces conditions, une adaptation rapide et réversible des champs d'activité des cellules de lieu est observée, en particulier dans la région CA3 de l'hippocampe au sein de laquelle la présence de nombreuses connexions collatérales récurrentes a inspiré la plupart des modèles hippocampiques du codage de la topologie de l'espace. Cette réponse des cellules de lieu semble par ailleurs relativement indépendante du comportement (de la trajectoire) de l'animal ou des informations sensorielles externes lui parvenant. De plus, nos résultats suggèrent que la disparition d'obstacles offrant de nouveaux raccourcis a un impact plus important sur la représentation hippocampique que l'apparition d'obstacles obligeant l'animal à utiliser un détour connu, un résultat là encore compatible avec les modèles du codage topologique par l'hippocampe. Ces résultats appuient donc l'hypothèse de la capacité des rats à apprendre la connectivité spatiale de leur environnement et la théorie des cartes cognitives. De façon plus générale, ces résultats sont également compatibles avec l'idée que l'hippocampe participe, à son niveau, à l'extraction d'un certain nombre d'invariances spatiales, et probablement aussi non spatiales.

  • Titre traduit

    Encoding of the topology of space in the hippocampus : behavioural and electrophysiological approaches


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (VI-256 p.)
  • Annexes : Bibliographie p.216-255

Où se trouve cette thèse ?