La plasticité de la projection corticostriatale : une question de certitude? – CorticoStriatal

Les animaux et les humains naviguent efficacement en s'appuyant sur des indices sensoriels qu'ils ont auparavant associés à des actions spécifiques. La manière dont les animaux prennent des décisions de navigation en ayant des niveaux variables de certitude est encore mal comprise. Les informations sensorielles sont transférées et intégrées de la périphérie au cortex et jusqu'aux ganglions de la base (GB), un ensemble de noyaux dont la fonction est liée à la prise de décision et au contrôle moteur. Dans le striatum, deux types de neurones de projection (NP) reçoivent les informations sensorielles et forment les voies dites directes et indirectes des GB. Leur activation facilite (dNP) ou supprime (iNP) les mouvements. En raison de cette dichotomie, on a émis l'hypothèse que le striatum contribue à la sélection et à l'exécution des actions. Récemment, ce modèle a été remis en cause en raison notamment de l'observation répétée que les dNP et les iNP étaient simultanément actifs pendant un comportement. Une explication alternative est que les activités des d/iNP reflètent principalement un déterminant caché du comportement : la certitude qu'une action aboutira à un résultat positif dans un contexte donné. Plus précisément, nous testerons l'hypothèse que l'incertitude avec laquelle un animal associe un contexte sensoriel particulier à une action spécifique (ou incertitude sensorimotrice) est déterminée par les forces relative des connexions entre une région sensorielle, le cortex à barils, et les dNP et iNP.
Pour tester cette hypothèse, nous divisons notre proposition en trois tâches : 1- Établir le schéma de connectivité fonctionnelle "de base" entre le cortex à barils et les d/iNP de la région sensorimotrice du striatum et examiner sa relation avec les biais d'exploration spontanée des souris. 2 : Manipuler la certitude sensorimotrice dans une simple tâche de navigation guidée par les vibrisses et examiner l'impact de cette manipulation sur la force des entrées sensorielles des d/iNP et leur activation. 3 : Manipulez l'activité des d/iNP et examinez l'impact de cette manipulation sur la confiance des animaux pendant la navigation.
Notre consortium est le résultat d'une collaboration récente entre Ingrid Bureau et David Robbe. Nous collaborons pour poursuivre un intérêt commun de comprendre le processus de contrôle sensoriel des comportements moteurs. Ce projet bénéficie de notre connaissance intime de l'intégration sensorielle dans le cortex et du contrôle moteur dans GB et de nos expertises techniques complémentaires (électrophysiologie in vivo et ex vivo, comportement et manipulations optogénétiques).
L'originalité de la proposition réside -1- dans l’étude de l'organisation topographique de la connectivité fonctionnelle [cortex à barils-striatum] et de sa fonction pour le comportement, alors que la plupart des études se sont concentrées sur l’activité de décharge des NP dans le contexte de la production de mouvements. -2- dans l’étude des entrées sensorielles et de l’activation des NP en relation avec un aspect caché du comportement moteur, l'incertitude, alors que les travaux récents ont porté leur attention sur la manière dont l'activité de NP était liée à ses aspects manifestes tels que la sélection d'une action ou la vitesse. -3 – dans l'étude des entrées sensorielles de NP en tant que déterminant de la latéralisation comportementale de la souris. -4 - elle challenge l'hypothèse classique selon laquelle les mouvements nécessitent une activation locale de dNP combinée à une large inhibition des iNP dans le striatum.
Compte tenu des nombreuses maladies neurologiques liées à GB (Parkinson, hyperactivité, maladie obsessionnelle-compulsive) et à son couplage avec le cortex (Huntington, hémi-négligence), l'acquisition de connaissances fondamentales sur le fonctionnement de cette région du cerveau aura un large impact sur la communauté des neurosciences et plus.