Le compromis entre effort et temps dans les comportements orientés vers les récompenses: une étude inter-espèces aux niveaux comportemental et neuronal – BasalCost

Lors de comportements tels que monter des escaliers pour rendre visite à des amis ou prendre un verre de vin, nous faisons un compromis entre l'effort et le temps nécessaires à la réalisation de ces actions, car les récompenses immédiates ont plus de valeurs que celles qui sont différées dans le temps. Ainsi, l'effort et le temps peuvent être considérés comme deux coûts interdépendants qui doivent être optimisés, de manière à maximiser l'utilité d'une action particulière. Or, la façon dont le temps et l'effort interagissent pour affecter à la fois les décisions et les mouvements dirigés vers des récompenses n'a pas été étudiée de manière approfondie. De plus, comment le compromis effort-temps varie d'un individu à l'autre et entre espèces est mal connu. Le premier objectif de notre projet est d'étudier et de comparer le compromis effort-temps chez l'homme, le singe et le rat, dans des tâches de recherche de récompense (foraging) similaires qui permettent des manipulations comparables et sélectives de ces deux coûts. Les résultats seront comparés entre les espèces par l'intermédiaire d' un modèle d’optimisation et les prédictions du théorème de la valeur marginale. Le but est d'identifier les principes généraux et spécifiques aux espèces par lesquels le temps et l'effort influencent les décisions et les mouvements de recherche de nourriture/récompense, avec une pertinence directe pour les comportements quotidiens des humains et des animaux.
Le deuxième objectif de notre projet est d'étudier comment le compromis effort-temps est implémenté dans le cerveau. Plus précisément, le striatum dorsal et les régions en aval de celui-ci (segments interne et externe du globus pallidus) ont récemment été impliqués dans le contrôle de la vitesse du mouvement et des prises de décision, mais la possibilité que cette fonction découle d'un rôle de ce circuit sensori-moteur des ganglions de la base dans le compromis effort-temps n’a pas été testée. En tirant parti des outils neurophysiologiques multi-niveaux (cellulaires et circuits) disponibles chez les rats et les singes, nous étudierons si, et comment, le striatum dorsal et le globus pallidus influencent le compromis effort-temps dans le contexte des comportements de recherche de nourriture. Au niveau du réseau, nous faisons l'hypothèse que le temps et l'effort sont intégrés au sein des ganglions de la base de sorte que ses noyaux de sortie génèrent un signal proportionnel à l'utilité d'une action donnée et modulent l'activité neuronale dans les régions néocorticales impliquées dans les processus de prise de décision et de contrôle moteur. A un niveau plus cellulaire, nous testerons l'hypothèse selon laquelle les neurones de projection striatale formant les voies directe et indirecte des ganglions de la base contrôlent de manière bidirectionnelle cette fonction d'utilité (sortie) et, par conséquent, le compromis effort-temps.
En résumé, notre projet vise à approfondir notre compréhension de l'impact de l'effort et du temps sur la prise de décision et les mouvements, aux niveaux computationnel, comportemental et neuronal et à travers les répertoires moteurs et les espèces. Étant donné que plusieurs troubles neurologiques répandus tels que la maladie de Parkinson ou la dépression sont associés à des altérations du compromis temps-effort et de la fonction des ganglions de la base, notre projet aura un impact direct sur notre compréhension de ces maladies et ouvrira la voie à de nouveaux traitements comportementaux et neuronaux pour atténuer les coûts humains et sociétaux associés à ces troubles.