Thèse soutenue

Dynamiques striatales et hippocampiques lors d'une catégorisation temporelle
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Auteur / Autrice : Felipe Rolando
Direction : Sylvia Wirth
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Neurosciences
Date : Soutenance le 12/12/2022
Etablissement(s) : Lyon 1
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de sciences cognitives Marc Jeannerod (Lyon ; 2006-....)
Jury : Président / Présidente : Philippe Boulinguez
Examinateurs / Examinatrices : Sylvia Wirth, Paul Apicella, David Robbe, Valérie Doyère, Gabrielle Girardeau
Rapporteurs / Rapporteuses : Paul Apicella, David Robbe

Résumé

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Le temps est une composante de notre environnement que nous ne percevons pas directement. Pourtant, lorsque c’est nécessaire, nous sommes capables d’estimer des durées et de les classer dans le but d’optimiser nos comportements, pour « gagner du temps ». Cette catégorisation temporelle nous permet de distinguer un événement court d’un long, et se produit à différentes échelles temporelles. Le but de ce projet est d’identifier les signatures neurophysiologiques qui permettent de distinguer les durées à l’échelle de quelques secondes. Notre intérêt se porte sur deux structures cérébrales, le striatum et l’hippocampe, qui peuvent être décrites comme étant impliquées dans le temps de l’action et le temps de la mémoire, respectivement. Pour la première fois, nous avons contrasté leur activité dans une tâche de catégorisation temporelle chez le primate non-humain. Nous avons enregistré l’activité de neurones dans ces deux structures chez deux macaques rhésus, pendant qu’ils réalisaient une tâche de catégorisation de durées. Ces durées variaient d’une échelle en dessous de la seconde (0.25 – 0.5 – 1s) à une échelle de plusieurs secondes (2s – 4s – 8s). Après qu’une durée se soit écoulée, le singe doit adapter sa réponse selon que le temps passé soit court, intermédiaire, ou long. L’utilisation de ce modèle animal est justifiée par la proximité neuroanatomique du striatum et de l’hippocampe entre le macaque et l’Homme. De plus, les comportements de catégorisation temporelle sont similaires entre ces deux espèces à l’échelle de la seconde. Pour la première fois, nos résultats montrent des différences importantes entre le striatum et l’hippocampe. Nous montrons que l’activité hippocampique ne porte -quasiment- aucune information sur le temps qui passe. Au contraire, l’activité neuronale dans le striatum reflète le temps écoulé, de 1 seconde à 8 secondes. Nous avons également mis en évidence des codes de temps relatifs, déjà documentés, et l’existence de codes temporels absolus dans le striatum. Les premiers s’adaptent en fonction des durées, et sont liés à l’attente d’un évènement futur. Les deuxièmes maintiennent leur activité quelle que soit la durée à estimer. Ils découlent d’un évènement passé, et sont probablement sous-tendus par un recrutement séquentiel progressif au sein d’un circuit de neurones. De plus, nous avons mis en évidence que la présence de codes temporels est conditionnée à la demande cognitive de la tâche. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent qu’il est peu probable qu’il existe une « horloge » métronomique qui rythme le temps de façon invariante. Au contraire, le recrutement des circuits striataux est vraisemblablement limité à ses propriétés physiologiques permettant d’inscrire des actions sensori-motrices dans des durées courtes. Nos résultats caractérisent la structure des changements neuronaux dans le striatum et l'hippocampe, et leur adaptation au fil du temps.