CE37 - Neurosciences intégratives et cognitives

Flairer des indices pour porter attention : l’olfaction comme un modèle de choix pour explorer les bases neurales de l’attention – SniffAttention

Résumé de soumission

L’attention est une fonction cognitive majeure et les déficits attentionnels se retrouvent dans plusieurs troubles du neurodéveloppement (par exemple Trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité) et neuropsychiatriques (par exemple la schizophrénie). Une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents aux processus attentionnels dans des conditions non pathologiques constitue une étape indispensable pour guider la mise en œuvre d’outils thérapeutiques pour le traitement des déficits attentionnels.
L'attention a plusieurs facettes comprenant l'attention sélective, l'attention soutenue et l'attention divisée. Notamment, l’attention soutenue peut être définie comme la capacité de détecter des stimuli intermittents et imprévisibles sur des périodes de temps prolongées. Il a été proposé qu'elle soit l'une des composantes élémentaires de l'attention, pouvant influencer non seulement les autres processus d'attention mais aussi d'autres performances cognitives.
Au cours des dernières décennies, de nombreux progrès ont été accomplis dans la compréhension des mécanismes neuronaux de l'attention, en particulier chez l'Homme et le Singe. De manière critique, il a été démontré, dans des tâches d'attention visuelle soutenue, que les performances fluctuent au cours du temps, avec une périodicité dans la bande de fréquence du rythme thêta (4-8Hz) et que ce rythme est lié aux oscillations thêta dans le réseau frontopariétal. Cependant, il reste à déterminer si cette attention rythmique, exprimée à la fois au niveau comportemental et neuronal dans la bande de fréquence thêta, est un principe général du traitement attentionnel quelle que soit la modalité sensorielle concernée. Existe-t-il une dynamique des réseaux neuronaux commune régissant les fluctuations des performances pendant l’attention soutenue ? Pour répondre à ces questions, il est nécessaire d'étudier d'autres modalités sensorielles en dehors de la vision et de développer de nouvelles approches, en particulier chez les rongeurs, un modèle offrant un large éventail de possibilités pour enregistrer et manipuler l'activité neuronale et dans lequel les études sur l'aspect temporel de l'attention restent rares.
Dans ce projet SniffAttention, je propose d'utiliser la modalité olfactive, un sens dominant pour les rongeurs, et de ce fait une modalité sensorielle appropriée et écologique pour étudier l'attention chez le rat. Un autre atout important de la modalité olfactive est qu'elle pourrait avoir un substrat naturel aux processus attentionnels rythmiques. En effet, l'échantillonnage olfactif est inextricablement lié à un rythme vital : la respiration, les molécules odorantes pénétrant dans la cavité nasale à chaque inspiration. De plus le rythme respiratoire est dans une bande de fréquence qui recouvre celle du rythme thêta dans l’attention visuelle.
Le projet SniffAttention vise à 1) tester si les performances lors d'une tâche d'attention olfactive soutenue fluctuent, comme cela se passe dans le système visuel, et si ces fluctuations sont liées au mode d'échantillonnage rythmique du système olfactif : la respiration et 2) décrypter la dynamique neuronale de certaines structures impliquées dans une tâche d'attention olfactive soutenue chez le rongeur.
Ce projet SniffAttention abordera ces deux objectifs en combinant différentes approches complémentaires incluant un test comportemental sophistiqué avec un enregistrement simultané de la respiration et des activités oscillatoires cérébrales de l’animal, ainsi que l'utilisation de l'optogénétique pour disséquer les fondements des fluctuations des performances attentionnelles.

Coordination du projet

Emmanuelle Courtiol (Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CRNL Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon

Aide de l'ANR 310 314 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2021 - 42 Mois

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