Effets neurocognitifs comportementaux à long terme après l'exposition à une privation psychosociale précoce chez les macaques rhésus : une étude longitudinale

Long-term behavioural neurocognitive outcomes after exposure to early psychosocial deprivation in rhesus macaques : a longitudinal study : a longitudinal study

• Auteur / Autrice : Alice Massera
• Direction : Pier Francesco Ferrari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 13/04/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de sciences cognitives Marc Jeannerod (Lyon ; 2006-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pier Francesco Ferrari, Philippe Boulinguez, Irène Cristofori, Nathan A. Fox, Katalin Gothard, Lynne Murray

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cognition animale

Méthode longitudinale

Expériences

Macaques

Imagerie par résonance magnétique

Mots clés libres

Privation psychosociale précoce

Macaques rhésus

Autorégulation

Fonctions exécutives

Imagerie par résonance magnétique

Longitudinal

Early psychosocial deprivation

Rhesus macaques

Self-regulation

Executive function

Magnetic resonance imaging

Longitudinal

Résumé

L'objectif de cette thèse était d'étudier les effets à long terme de la privation psychosociale précoce sur l'autorégulation chez les macaques rhésus, avec un accent sur les fonctions exécutives (FE) et ses corrélats neuraux sous-jacents. Les principaux résultats suggèrent que la privation psychosociale précoce est associée à des déficiences des FE des macaques pendant l'adolescence, et que ces déficiences persistent au début de l'âge adulte. Les FE étaient liées au développement structurel du cortex préfrontal et à sa connectivité avec les structures cérébrales pariétales et striatales. Le développement atypique du cortex préfrontal et de sa connectivité était lié à des aspects spécifiques des FE médiocre chez les macaques exposés à une privation précoce, avec un mécanisme compensatoire favorisant certains aspects de la fonction exécutive chez ces animaux en termes de développement cérébral structurel, mais au détriment du développement ultérieur. D'autres résultats démontrent aussi un traitement anormal de la menace, une dysrégulation des émotions et un risque accru d'anxiété chez les macaques déprivé. Les résultats ont été interprétés à la lumière des théories actuelles sur les trajectoires de développement après une exposition à l'adversité sociale précoce. Les modèles de stress et de plasticité sont examinés, y compris les modèles dimensionnels qui mettent en évidence la menace par rapport à la privation comme des éléments clés conduisant à des résultats différents après une privation psychosociale précoce. Des modèles plus récents suggèrent que l'imprévisibilité de l'environnement et d'autres aspects de l'adversité, au-delà de la menace et de la privation, jouent un rôle important, et que de nombreuses formes d'adversité sociale précoce impliquent un mélange de menace, de privation et/ou d'imprévisibilité, ainsi que des mécanismes distincts et superposés liant l'adversité précoce à un développement neurocognitif atypique. Les résultats de cette thèse soutiennent cette dernière théorie. Les points forts et les limites de la recherche actuelle sont également explorés. Parmi les points forts, citons la conception de la recherche longitudinale qui inclut un point de temps adolescent; l'utilisation de mesures objectives pour évaluer le comportement ; le suivi simultané du développement cérébral et comportemental dans le temps ; l'utilisation d'une approche multidisciplinaire impliquant des domaines tels que l'éthologie, les neurosciences et la psychologie ; et l'utilisation de techniques multimodales, notamment l'imagerie par résonance magnétique, l'observation comportementale et la modélisation informatique. Toutefois, les limites de la recherche, telles que la petite taille de l'échantillon, et l'absence de points d'évaluation antérieurs ou postérieurs ont également été reconnues. Plusieurs orientations en termes d'étapes futures pour le projet plus large présenté ici et le domaine de la recherche en général sont proposées dans le dernier chapitre. Dans le cadre du projet actuel, l'analyse de mesures cérébrales supplémentaires, l'étude du système dopaminergique et l'exploration de la manière dont les aspects cognitifs et émotionnels de l'autorégulation interagissent pour prédire des résultats tels que l'anxiété seront réalisés. Dans les recherches futures, il sera important de mener des études longitudinales sur un plus grand nombre de stades de développement, et de comparer les effets de différents types d'adversité précoce. En conclusion, cette thèse fournissent des informations nouvelles et précieuses sur les effets à long terme de la privation psychosociale précoce sur les FE et ses mécanismes neuronaux sous-jacents chez les macaques. Cela sera essentiel pour la conception future de traitements et d'interventions visant à améliorer et à prévenir les mauvais résultats dans le contexte de l'adversité sociale précoce, et donc à améliorer la qualité de vie des personnes concernées.

The aim of this PhD thesis was to investigate the long-term effects of early psychosocial deprivation on self-regulation in macaque monkeys, with a particular focus on executive function and its underlying neural correlates. The main results suggest that early psychosocial deprivation is associated with impairments in macaque executive function in adolescence, and that such impairments persist into early adulthood. Executive function was related to structural development of the prefrontal cortex and its connectivity with parietal and striatal brain structures. Atypical development of prefrontal cortex and its connectivity was related to specific aspects of poor executive function in macaques exposed to early deprivation, with some support provided for a compensatory mechanism promoting some aspects of executive function in these animals in terms of structural brain development, but at the expense of later development and related outcomes. Additional findings also demonstrate abnormal threat processing, emotion dysregulation, and increased risk for anxiety in the context of early psychosocial deprivation in macaques. The results were interpreted in light of current theories on developmental trajectories after exposure to early social adversity. Models of stress and plasticity are discussed, including dimensional models that highlight threat versus deprivation as key components leading to different outcomes after early psychosocial deprivation. More recent models suggest that environmental unpredictability and other aspects of adversity beyond threat and deprivation play an important role, and that many forms of early social adversity involve a mix of threat, deprivation, and/or unpredictability, as well as both distinct and overlapping mechansims linking early adversity to atypical neurocogntive development. Findings from this thesis support this latter theory. Strengths and limitations of the current research are also explored. Key strengths include the longitudinal reaserch design that included an adolescent time-point (i.e. a core period of risk for poor outcomes linked to early psychosocial deprivation, such as mood disorders and externalizing problems); use of objective measures to assess behaviour; simultaneous tracking of brain and behavioural development across time; the use of a multidisciplinary approach involving areas such as, ethology, neuroscience, and psychology; and the use of multimodal techniques including magenetic resonance imaging, behavioural observation, and computational modelling. However, limitations of the research such as small sample size, and no earlier or later assessment time-points were also acknowledged. Several directions in terms of future steps for the wider project presented here and the reaserch field in general are propsed in the final chapter. For the current project, analysis of additional brain measures, including myelination and resting-state MRI, investigation into the dopaminergic system, and exploration of how cognitive and emotional aspects of self-regulation interact to predict outcomes such as anxiety will be conducted. In future reasearch, it will be important to conduct longitudinal studies across more stages in development, and to compare effect of different types of early adversity. In conclusion, the principal findings presented in this thesis provide novel and valuable insights into the long-term effects of early psychosocial deprivation on executive function and its underlying neural mechanisms in macaques. Further research is now need to more more fully understand the different trajectories of development after early social adversity, and links to healthy versus pathological outcomes. This will be essential for the future design of treatments and interventions to ameliorate and prevent poor outcomes in the context early social adversity, and thus improve the quality of life in affected individuals.