De la mémoire temporelle vers une prédiction temporelle: Une analyse du traitement par le réseau Hippocampe-Striatum – TimeMemory

La planification d’actions dans le temps, ou l’anticipation détaillée d’événements futurs proches, est essentielle dans la vie de tous les jours. Un exemple typique de cette capacité d’organisation anticipée nous permet de planifier un rendez-vous : nous pouvons prendre en compte la durée d’un nombre d’activités à réaliser avant le rendez-vous, ainsi que la durée du trajet jusqu’au lieu du rendez-vous. Cette capacité se base sur une représentation de la durée des événements formée par l’expérience. De fait, la formation de mémoires temporelles sous-tend une attente temporelle. Ce postulat implique une relation réciproque entre les mécanismes de mémoire et de traitement temporels en cela que l’appariement temporel d’événements permet leur lien mnésique, et la mémoire permet de suivre le temps qui passe et prédire les événements futurs. L’objectif de ce projet est de comprendre comment des structures connues pour leur implication dans les processus de traitement temporels contribuent aux aspects fondamentaux de la mémoire du temps. Nous ciblons deux aires cérébrales : le striatum et l’hippocampe. Il existe des données convergentes d’imagerie et de neurophysiologie attestant de l’implication du striatum dans la discrimination de durée, en particulier de l’ordre des secondes. Plus récemment, des données électrophysiologiques ont mis en évidence un rôle potentiel de l’hippocampe dans le traitement du temps dans l’ordre des secondes à la minute, notamment lorsqu’il y a discontinuité entre les événements. La littérature suggère que ces deux systèmes pourraient être impliqués dans le traitement du temps et ses composantes mnésiques à différents niveaux d’appréciation temporelle. Une collaboration entre ces structures est possible grâce à la présence de connections anatomiques directes et indirectes entre le striatum et l’hippocampe. Nous faisons l’hypothèse qu’une collaboration entre les deux structures est mise en jeu lorsque la mémoire temporelle est utilisée ou formée. Afin d’identifier les conditions de leur collaboration potentielle, nous allons effectuer des expériences chez le rat et le primate non-humain (Macacca mulatta), en utilisant des outils complémentaires (comportement, électrophysiologie, optogénétique et immunohistochimie) afin d’identifier les processus neuronaux qui sous-tendent le traitement temporel dans une gamme de durée allant de quelques secondes à la minute. Les expériences prévues analyseront la dynamique de la connectivité fonctionnelle entre les deux structures lors de tests isolant les processus de mémoire du temps en cours et de mémorisation de nouveaux intervalles de temps. L’interdépendance des deux structures sera testée par optogénétique en testant l’effet d’une perturbation de l’activité neuronale d’une structure (e.g. l’hippocampe) sur l’activité neuronale de l’autre structure et le comportement temporel. La comparaison inter-espèces, utilisant des tâches conceptuellement identiques dans des situations appétitives et aversive, permettra d’extraire les principes généraux des mécanismes spécifiques associés à chaque espèce ou à un comportement particulier. Nous bénéficierons d’outils de recherche propres à chaque espèce afin d’obtenir des données complémentaires et comparables à plusieurs niveaux d’analyse. Dans leur ensemble, ces expériences apporteront des données nouvelles substantielles pouvant favoriser l’émergence de modèles réalistes de traitement du temps chez le mammifère.