Variations interindividuelles : du comportement à la dynamique et la connectivité du réseau – BaVar

Les caractéristiques et les préférences individuels des animaux diffèrent. Ces différences, peu étudiées, sont pourtant essentielles car elles façonnent leurs interactions, leurs perspectives de survie, leur vulnérabilité aux maladies ou bien encore leur réponse aux drogues ou aux traitements. Si il y a des indications que la neurogenèse ou la neuromodulation jouent un rôle important dans le processus d'individuation, il n'existe que peu d’étude de ce phénomène au niveau moléculaire ou des réseaux. Comprendre le substrat neuronal de notre individualité et la façon dont elle est façonnée à l'âge adulte est pourtant aujourd’hui un axe de recherche majeure en neurosciences. C’est l'objet de ce projet qui vise à déchiffrer les circuits impliqués dans l'individuation et à tester si la connectivité à longue distance du cerveau adulte est stable ou si elle subit des modifications structurelles en fonction des performances individuelles.

Pour ce faire, 2 tests comportementaux complémentaires permettant de discriminer les souris en fonction de leur performance seront développés. Nous utiliserons Souris-City, un système qui combine un grand environnement où les animaux vivent en groupe, avec une plate-forme dans laquelle les individus isolés effectuent des tests cognitifs. Ce dispositif permet de traduire l'activité au sein du groupe et l'évaluation cognitive en une définition de l'individualité. D'autre part, nous utiliserons un comportement réalisé naturellement par les souris en laboratoire : la construction du nid, dont la complexité architecturale varie selon les souris. En raison des résultats quantitatifs, de la facilité de mise en œuvre et de la nature non obligatoire de la tâche, c’est un modèle idéal pour étudier comment les circuits du cerveau intègrent de nombreux indices pour s'engager librement dans une tâche complexe, mais aussi comment la plasticité neuronale peut introduire des variations individuelles dans l'engagement dans ce comportement. A partir de ces comportements 3 objectifs complémentaires seront abordés.

- Nous caractériserons tout d’abord les réseaux neuronaux associés à ces comportements et chercherons à identifier au niveau de la connectivité dans les circuits clés contrôlant ces comportements les substrats différenciant le cerveau de deux individus.

- Nous explorerons l'idée que la plasticité adulte peut être une source de variabilité comportementale menant à l'individuation. Nous combinerons des nouvelles méthodes d'imagerie cérébrale avec le séquençage de l'ARN des neurones impliqués dans les comportements variables. Cela permettra de déterminer si les variations du transcriptome de ces neurones indiquent des changements moléculaires affectant leur excitabilité, leur transmission synaptique ou leur connectivité structurelle.

- Enfin, dans Souris-city, nous construirons un modèle prédictif de dépendance à la nicotine basé sur l'enregistrements précis et automatisés du comportement, la cartographie de l'activité cérébrale entière et le traçage axonal des circuits clés impliqués dans la réponse nicotinique. Cela permettra de déterminer les différences individuelles dans les structures neurales pouvant expliquer des susceptibilités différentes à la nicotine.

Notre programme de travail englobe des développements technologiques, des analyses comportementales automatisées, de l'électrophysiologie, la cartographie par projection et l'analyse du transcriptome dépendant de l'activité chez la souris. Chaque membre de ce consortium apporte des compétences techniques complémentaires uniques mais aussi des intérêts théoriques convergents pour développer des approches de biologie systémique pour comprendre les mécanismes de l'individuation. Cette approche remet en question l'opinion classique selon laquelle les circuits cérébraux deviennent rigides à la fermeture des fenêtres critiques, et propose d'autres façons de phénotyper les modèles murins pour les troubles neuropsychiatriques.