Thalamus et comportement orienté vers un but

       Bienvenue sur ce blog consacré à l'article scientifique " Thalamocortical and corticothalamic pathways differentially contribute to goal-directed behaviors in the rat " par Fabien Alcaraz, Virginie Fresno, Alain R Marchand, Eric J Kremer, Etienne Coutureau et Mathieu Wolff, et paru dans eLife en 2018   Cet article traite des voies thalamiques dans la prise de décision adaptative et a été réalise par l'équipe DECAD de l'INCIA en association avec l'Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM). Il est possible de se renseigner et de consulter les activités de l'équipe DECAD ici . Le lien pour accéder à l'équipe de Eric J Kremer u sein de l'IGMM se trouve ici .   Ce blog est un projet réalisé dans le cadre d'un cours de Master 1 de Neurosciences et est destiné à tous types de publics. Notre travail a été encadré par :     - Muriel Darnaudery (PhD - Professeure de Neurosciences, Université de Bordeaux, Nutrition et psych...

Quels sont les rôles des voies corticothalamiques et thalamocorticales dans le comportement orienté vers un but ?

Blocage des voies reliant le cortex dorso-médian et le thalamus dorso-médian Pour connaître l’implication des deux voies, on les bloque individuellement durant l’apprentissage et les choix des rats.  La communication entre le thalamus et le cortex préfrontal se fait au moyen de neurotransmetteurs, ici des molécules sécrétées par les neurones du cortex préfrontal, sur les neurones du thalamus.  D'abord, on synthétise un gène de DREADD (récepteur conçu exclusivement pour réagir exclusivement à une drogue de synthèse). Ce récepteur, s'il lie la molécule CNO ( Clozapine-N-Oxide), réduit l'activité neuronale et donc bloque la voie de communication ( Parkes et al., 2017). Voici l’effet que l’on veut obtenir :  Pour obtenir ceci, le  gène DREADD est injecté dans le thalamus dorso-médian et s’incorpore à l’ADN de tous ses neurones. Cependant à ce stade, le gène est illisible, mais l’ensemble du thalamus dorso-médian a été modifié. Ensuite, on utilise une protéine nommée “Cr...

Quels sont les rôles des voies thalamocorticales et corticothalamiques ?  On fait l'hypothèse que ces deux voies, reliant le cortex dorso-médian et le thalamus dorso-médian, sont impliquées dans la prise de décision orientée vers un but. Plus particulièrement, dans la réévaluation de la valeur du but : "est-ce que je souhaite obtenir cette récompense ?" , et dans le lien fait entre action réalisée et objectif : "est-ce que cette action mène à mon objectif ?" Afin de tester cela, on bloque chacune des voies chez des rats qui effectuent une tâche de prise de décision. Localisation et modification des récepteurs des neurones Pour bloquer la voie thalamocorticale, un récepteur DREADD inhibiteur est implanté dans les cellules du th alamus medio-dorsal qui projettent sur le cortex préfrontal dorsomedial (dmPFC). Du mCherry est employé pour marquer les zones d’intérêts. Pour la voie corticothalamique, la procédure expérimentale est la même mais le  récepteur DREA...

Sources : Alcaraz , Wolff, Fresno, Marchand, Kremer, Coutureau. 2018. Thalamocortical and corticothalamic pathways differentially contribute to goal-directed behaviors in the rat, eLife DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.32517  Balleine BW , Dickinson A. 1998. Goal-directed instrumental action: contingency and incentive learning and their cortical substrates. Neuropharmacology 37 :407–419. DOI: https://doi.org/10.1016/S0028-3908(98)00033-1 , PMID: 9704982 Mitchell AS 2015. The mediodorsal thalamus as a higher order thalamic relay nucleus important for learning and decision-making. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 54 :76–88. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neubiorev. 2015.03.001 , PMID: 25757689 Rangel A , Camerer C, Montague PR. 2008. A framework for studying the neurobiology of value-based decision making. Nature Reviews Neuroscience 9 :545–556. DOI: https://doi.org/10.1038/nrn2357 , PMID: 18545266  ...

  Comment étudier la prise de décision ? L’une des manières est de se concentrer sur les valeurs impliquées dans la prise de décision. Par exemple, lorsque nous consommons de la nourriture c’est que nous lui attribuons une certaine valeur. De manière généralisée, faire un choix plutôt qu’un autre dépendrait au moins en partie de différentes valeurs subjectives. L’intérêt d’étudier ainsi la prise de décision est que l’attribution de valeurs semble se retrouver dans de nombreux animaux, y compris l’humain. Il existerait plusieurs systèmes d’attributions de valeur. Nous pouvons trouver une certaine tendance à organiser l’attribution de valeur autour d’au moins trois systèmes. Le premier système est nommé pavlovien . Le système pavlovien assigne des valeurs à un petit ensemble de comportements qui sont des réponses adaptées sur un plan évolutionnaire à des stimuli environnementaux particuliers. Il peut s’agir par exemple d’indices qui prédisent la libération de nourriture. Bea...