la Navigation au delà de l'hippocampe: Comment coder ses déplacements propres en tenant compte de l'environnement ? – NaviGPS

Etre capable de retrouver son chemin est une fonction essentielle pour tous les êtres vivants. Où suis-je? Où je vais? Comment faire pour trouver son chemin? Ce sont des questions auxquelles chaque individu fait face plusieurs fois par jour. L’étude de la cognition spatiale offre un cadre de travail qui s’attaque à un problème difficile et passionnant : comment des informations sensorielles multimodales sont-elles traitées par le cerveau afin de générer une représentation du monde qui tient compte non seulement des relations entre ces différents stimuli externes mais également les met en relation avec le navigateur? Au cours de ces 40 dernières années, la recherche a largement mis l’accent sur l’étude de l’hippocampe. Toutefois, il est clair que le code spatial stocké dans l’hippocampe résulte de l’intégration de plusieurs processus parallèles ayant lieu dans d’autres régions cérébrales, en interaction avec l’hippocampe. Ce projet nous permet de déplacer le centre d’intérêt des recherches de l’hippocampe vers le cortex rétrosplénial. En effet, le cortex rétrosplénial possède des connexions anatomiques avec des régions telles que le cortex pariétal et l’hippocampe, ce qui lui permet de servir d’interface entre plusieurs cadres de référence. Grâce à l’utilisation de plusieurs tâches comportementales, on caractérisera l’activité neuronale dans le cortex rétrosplénial et son rôle dans l’intégration des informations visuelles ou du mouvement propre ou dans le changement de stratégie de navigation. Afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués au sein du réseau cérébral étudié, nous étendrons notre analyse à d’autres régions telles que le cortex cingulaire postérieur et le cervelet, des régions cérébrales qui sont étroitement liées au cortex rétrosplénial. En outre, nous allons comparer la nature des signaux recueillis dans ces régions à celles de l’hippocampe grâce à des enregistrements simultanés. Le développement de recherches sur le cortex rétrosplénial est essentiel étant donné le nombre croissant d’études suggérant que cette zone est associée aux troubles de la mémoire observés dans la maladie d’Alzheimer et dans les formes légères de déficit cognitif (MCI). Ainsi, notre projet va permettre de considérablement améliorer la compréhension des bases neurales de la navigation et d’identifier des perspectives de traitement dans de nombreuses maladies neurologiques et psychiatriques dans lesquels la désorientation est une composante majeure. A cette fin, nous nous appuierons sur une approche inter-espèces qui nous donnera accès à des données complémentaires obtenues chez la souris, le singe et l’homme. Nous avons élaboré avec soin des paradigmes expérimentaux ciblant les processus communs chez les trois espèces afin de trouver une équivalence fonctionnelle étant donné la prise d’information sensorielle spécifique à chaque espèce. Dans ce cadre, la réalité virtuelle apparaît comme un choix naturel, car elle permet un contrôle et une manipulation expérimentale de l’information visuelle et peut être utilisée chez les rongeurs, les singes et les humains. Nous enregistrerons l’activité neuronale (neurones et potentiel de champ local) chez le rongeur et le singe macaque pendant qu’ils effectuent des tâches identiques en réalité virtuelle et nous utiliserons l’optogénétique afin de tester les effets d’une inactivation d’un élément du réseau sur le comportement et l’activité neuronale observée dans d’autres régions. Ces expériences seront complétées par des enregistrements de magnéto-encéphalographie (MEG) chez l’humain dans des conditions expérimentales identiques à celles des souris et des singes. Nous pensons que cette approche inter-espèces innovatrice et ciblant des zones du cerveau en amont de l’hippocampe va générer un large ensemble de données qui apporteront des connaissances sur la genèse du code spatial et sur le calcul des mouvements propres nécessaires lors d’une navigation dirigée vers un but.