Base neuronale de la prise de decision et de sequences compartementales – DECISIONSEQ

La complexité des interactions d’un organisme avec l’environnement crée une variété de choix comportementaux. Il est essentiel pour la survie d’un organisme de faire des choix appropriés en fonction du contexte environnemental et de son état interne et ce processus peut être compromis dans les troubles neuropsychiatriques humains. Malgré l’importance de cette fonction du système nerveux, la façon dont le choix d’un comportement est implémenté dans le système nerveux par des circuits spécifiques reste à élucider. La plupart des comportements sont mutuellement exclusifs, ce qui entend que des interactions compétitives permettant la sélection d’un comportement et la suppression concomitante de toute alternative. De plus, les comportements sont composés d’actions organisées en séquences qui permettent à l’organisme d’atteindre ses objectifs. Un mécanisme doit donc être en place pour réguler la transition entre les différents éléments de la séquence. Ici aussi, l’architecture du réseau neuronal responsable pour l’implémentation de la production de séquences d’action n’est pas connu malgré l’importance de ce processus pour la sante humaine. La difficulté dans l’établissement de l’architecture neuronale détaillée sous-jacent les computations impliquées dans la prise de décision et la production de séquences comportementales est en premier lieu causée par les limitations dans les méthodes pour déterminer les cartes de réseau neuronaux avec résolution synaptique et d’établir les rapport causaux entre les neurones et les comportements avec résolution cellulaire avec les approches et modeles utilisées.
Nous proposons d’étudier les mécanismes des circuits sous-jacents à la sélection, répression et aux transitions entre les comportements pour combler les lacunes décrites préalablement. Notre approche pluridisciplinaire combinera les manipulations neuronales durant le comportement, la reconstruction en microscopie électronique de la connectivité neuronale au niveau synaptique et l’imagerie fonctionnelle dans la larve de la Drosophile. Ces questions vont être abordées en étudiant les circuits impliqués dans la réponse à un stimulus mécanique dans de contextes varies et a travers le système nerveux entier. Nous étudierons : 1) comment le choix du type de réponse est modulé par le contexte sensoriel et l’état interne 2) comment les interactions compétitives entre différentes options comportementales et 3) comment les transitions entre des actions individuelles sont contrôlées pour générer des séquences comportementales flexibles.
Notre objectif est de déterminer avec résolution sans précédant l’architecture de réseaux neuronaux et leur mécanismes d’action sous-jacent aux interactions compétitives et transitions de séquence. L’identification des principes de bases d’implémentation neuronale du choix et séquences comportementales dans un organisme simple va avancer le domaine en permettant l’élaboration de nouveaux modèles qui seront testés dans d’autres systèmes plus complexes. L’identification des mécanismes de circuits neuronaux sous-jacents a la prise de décision et séquence comportementale va servir de fondation pour le développement de traitement pour les maladies dans lesquelles ces processus sont perturbés, qui seront spécifiques de circuits impliqués et auront donc moins d’effets secondaires. Ceci va aussi servir de bases pour étudier le rôle de gènes dans les circuits identifiés dans le futur et donc va étendre ces études pour comprendre les bases génétiques de la prise de décision et de la génération de séquence et potentiellement identifier des gènes qui pourront être la cause des défets de circuits qui résultent dans les perturbations de la prise de décision et de séquences comportementales dans les troubles neuronaux et psychiatrique.