Contribution d'une activité neuronale pacemaker dans l'expression et l'adaptation d'un comportement motivé chez l'aplysie

Contribution of a pacemaker neuronal activity to the expression and adaptation of a motivated behavior in Aplysia

• Auteur / Autrice : Laura Puygrenier
• Direction : Romuald Nargeot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 19/12/2019
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Neurosciences Cognitives et Intégratives d’Aquitaine (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Sophie Fénelon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Armengaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Pierrefiche, Jean-Christophe Sandoz
• DOI : 10.70675/c632ab07z5b2ez4f68zaa26z9533043f65ab

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux neuronaux (physiologie)

Aplysies

Comportement opérant

Mots clés libres

Comportement motivé

Prise de décision

Apprentissage

Réseau de neurones

Neuromodulation

Monoamines

Pacemaker

Motivated behavior

Decision-Making

Learning

Neural network

Neuromodulation

Monoamines

Pacemaker

Résumé

L’expression des comportements motivés, tels qu’alimentaire ou sexuel, dépend en partie du fonctionnement autonome et variable du système nerveux central qui sélectionne et émet des actes moteurs indépendamment de déclencheurs sensoriels. Les stimuli sensoriels, telles que les récompenses, contribuent à adapter ces processus centraux par apprentissages. Cette thèse analyse les mécanismes neuronaux élémentaires qui sont responsables du déclenchement spontané d’un comportement de recherche de nourriture et de son adaptation par un apprentissage, le conditionnement opérant. Les travaux ont été effectués sur l’aplysie, un modèle animal simple dont les réseaux neuronaux responsables de l’émission du pattern moteur buccal sont identifiés. Sur des préparations nerveuses isolées, il est montré qu’une oscillation spontanée du potentiel de membrane d’un neurone décisionnel identifié (B63) sous-tend le déclenchement autonome et variable du pattern moteur. Cette oscillation pacemaker dépend de dynamiques calciques intracellulaires et, est différemment modulée par la sérotonine et la dopamine, deux neurotransmetteurs essentiels dans les processus de motivation et d’apprentissages. Le conditionnement opérant qui régularise et accroit la fréquence des émissions motrices ne modifie pas cette impulsion mais change l’excitabilité et les propriétés membranaires intrinsèques du neurone décisionnel. En conclusion, ces travaux montrent la contribution d’une nouvelle propriété pacemaker, calcium-dépendante, dans un processus décisionnel qui détermine l’émission d’un comportement motivé et sa régulation par apprentissage.

The expression of motivated behaviors, such as feeding or sexual acts, depends in part on the autonomous and variable functioning of the central nervous system, which selects and emits motor acts independently of sensory triggers. Sensory stimuli, such as rewards, help to adapt these central processes through learning. This thesis analyses the elementary neuronal mechanisms that are responsible for the spontaneous impulse for food-searching behavior and its adaptation by operant conditioning, a learning paradigm. The work was carried out in Aplysia, a simple animal model whose neural networks responsible for the spontaneous emission of the buccal motor pattern are identified. In isolated nervous preparations, it was shown that a spontaneous oscillation of the membrane potential in an identified decision-making neuron (B63) underlay the autonomous and variable emission of this motor pattern. This pacemaker oscillation depended on intracellular calcium dynamics and was differently modulated by serotonin and dopamine, two essential transmitters in the motivation and learning processes. Operant conditioning that regulated the motor pattern and increased the frequency of the motor pattern genesis did not modify this oscillation but changed the excitability and intrinsic membrane properties of the neuron. In conclusion, this work shows the contribution of a new calcium-dependent pacemaker property in a decision-making process that organizes the emission of a motivated behavior and its regulation by learning.