Etude sur l'organisation du pallium sous-tendant la cognition chez les vertébrés : du gène au comportement

par Solal Bloch

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Kei Yamamoto et de Philippe Vernier.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Signalisations et Réseaux Intégratifs en Biologie , en partenariat avec Neuro-PSI - Institut des Neurosciences Paris Saclay (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Certaines espèces d'oiseaux et de poissons téléostéens possèdent des capacités cognitives de haut niveau, ainsi qu'un raisonnement logique et des comportements dirigés vers un but (fonctions exécutives). Bien que ces comportements soient similaires à ceux observés chez les mammifères, le pallium des oiseaux et des poissons ne sont pas organisés en couches, contrairement au cortex cérébral des mammifères. Notre question générale est de comprendre comment le pallium des poissons et des oiseaux est organisé pour pouvoir générer des capacités cognitives similaires à celles des mammifères, malgré les grandes différences morphologiques. L'organisation du pallium des mammifères et des oiseaux présente en fait d'importantes similitudes. Un objectif majeur du projet est de déterminer si le poisson zèbre, un modèle téléostéen couramment utilisé, présente également ces caractéristiques communes. Nous allons nous concentrer sur deux systèmes. 1) Les projections sensorielles modalités-spécifiques dans le pallium via des noyaux relais spécifiques. 2) L'innervation du pallium par des neurones dopaminergiques du sous-pallium. L'étude permettra de combiner imagerie haute résolution et reconstructions informatiques 3D pour élucider la connectivité. Nous mettrons également en place des tests de comportementaux en utilisant le conditionnement opérant chez le poisson zèbre, ce qui permettra de comparer les fonctions cognitives chez différents groupes d'animaux. Enfin, nous voulons examiner si cette connectivité similaire dans différents groupes de vertébrés est générée sur la base de voies de signalisation moléculaires ou génétiques semblables au cours du développement, en utilisant les cerveaux de souris, de poulet et de poisson zèbre.

  • Titre traduit

    Study of the organization of the pallium underlying cognition in vertebrates: From genes to behaviors


  • Résumé

    Some species of birds and teleost fishes possess higher order cognitive capacities, exhibiting logical reasoning and goal-directed behaviors (executive functions). Although such behaviors are similar to those found in mammals, the pallium of birds and fish are not layered, unlike mammalian cerebral cortex. Our general question is to understand how avian and fish pallia are organized to generate cognitive capacity similar to mammals, despite the large morphological differences. In fact the organization of the pallium of mammals and birds shares important similarities. A major aim of the project is investigating whether the zebrafish, a commonly used teleost model, also exhibit these common features. We will focus on two systems. 1) Modal-specific sensory inputs to the pallium via specific relay nuclei. 2) Innervation to the pallium from subpallial dopamine neurons. The study will combine high-resolution imaging and 3D computer reconstructions to decipher the connectivity. We will also establish behavioral tests using operant conditioning in zebrafish, which allows comparing cognitive functions in different animal groups. Finally, we also aim to examine whether the similar connectivity in different animals is generated based on similar molecular/genetic regulations during the development, using mouse, chicken and zebrafish brains.