Noradrénaline, dynamiques neuronales préfrontales et contrôle de la flexibilité comportementale – NORAD

Le projet est planifié sur 7 tâches qui permettront : d’établir et de mettre au point des quantifications comportementales appropriées, d’évaluer les effets de la stimulation globale de LC / NA sur l’exploration, de tester la sélectivité fonctionnelle des afférences de LC sur mFC, d’évaluer leur rôle causal sur la dynamique corticale frontale, et de tester la spécificité temporelle de l'influence de LC sur le mFC lors de l’exploration.
Les approches de pharmacogénétiques et optogénétiques constituent une révolution pour les neurosciences car elles permettent de tester des hypothèses impossibles à traiter avec d’autres approches plus classiques. L'utilisation étendue et le développement de ces méthodes chez les primates bénéficieront à la recherche scientifique bien au-delà du présent projet. Nous proposons également une approche innovante pour développer des vecteurs viraux permettant une validation non invasive des transfections chez des modèles animaux mais aussi potentiellement chez l'homme pour des applications en thérapie génique.

en cours

NORAD vise à comprendre les principes neuronaux et cognitifs de la prise de décision adaptative dans des environnements changeants. Ceci est pertinent pour les neurosciences cognitives mais aussi pour l'écologie comportementale : la recherche de nourriture est une fonction centrale, mais ses mécanismes restent mal caractérisés. Ce projet est également pertinent pour la gestion et l'éducation, car l'identification des processus sous-jacents à l'exploration et à la curiosité pourrait aider à développer de nouvelles méthodes d'enseignement. Elle est bien sûr pertinente pour la médecine, puisque l'exploration est clairement altérée dans plusieurs troubles psychiatriques comme le TDAH et la dépression. Pour toutes ces raisons, la prise de décision adaptative est un domaine extrêmement compétitif et notre consortium, dédié à la résolution de la question de l'impact d'un système neuromodulateur majeur sur la cognition, est unique par sa complémentarité d'expertise. La question est un défi permanent pour les neurosciences fondamentales et cliniques depuis la découverte des antipsychotiques. L'approche méthodologique multi-espèces et innovante de notre projet fournira des connaissances uniques avec de larges implications scientifiques.

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L’exploration et la collecte d’information améliorent les décisions et réduisent l’incertitude. Ces processus d’exploration sont altérés dans de nombreuses pathologies psychiatriques comme les Troubles Obsessionnels Compulsifs, TDHA ou la Schizophrénie. Comprendre la façon dont le cerveau régule les décisions d'exploration est de fait un enjeu majeur en Neurosciences Intégratives. Dans NORAD, notre hypothèse est que le système locus coeruleus(LC)/ noradrénaline(NA) induit une dynamique neuronale spécifique au sein du cortex frontal médian (CFm) permettant des décisions exploratoires en situation d’incertitude.
En combinant électrophysiologie, pharmacogénétique et optogénétique dans une série d'expériences chez le rat et le singe, nous testerons:
i) Si l'action de NA sur le cortex préfrontal médian influence la flexibilité comportementale
ii) Si la perturbation sélective et régionale des afférences LC/NA préfrontales induisent des changements de dynamiques corticales et modulent sélectivement la régulation de l’exploration
iii) Si des perturbations temporelles précises des afférences LC/NA préfrontales peuvent interférer avec des aspects spécifiques de l’exploration et de la prise de décision.

Le projet est planifié sur 7 tâches qui permettront: d’établir et de mettre au point des quantifications comportementales appropriées, d’évaluer les effets de la stimulation globale de LC / NA sur l’exploration, de tester la sélectivité fonctionnelle des afférences du LC sur le CFm, d’évaluer leur rôle causal sur la dynamique de l’activité neuronale du cortex frontal, et de tester la spécificité temporelle de l'influence de LC sur le CFm lors de l’exploration.

Les approches méthodologiques multi-espèces et innovantes de notre projet fourniront de nouvelles connaissances ayant de vastes implications à la fois fondamentales et appliquées en santé humaine. En effet, les approches de pharmacogénétiques et optogénétiques constituent une révolution pour les neurosciences car elles permettent de tester des hypothèses impossibles à traiter avec d’autres approches plus classiques. L'utilisation étendue et le développement de ces méthodes chez les primates bénéficieront à la recherche scientifique bien au-delà du présent projet. Nous proposons également une approche innovante pour développer des vecteurs viraux permettant une validation non invasive des transfections chez des modèles animaux mais aussi potentiellement chez l'homme pour des applications en thérapie génique.