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Rôle des interactions entre le cortex entorhinal médian et latéral et l’hippocampe dans l’apprentissage et la mémorisation chez le rat

L’hippocampe et le cortex entorhinal sont des structures clés dans les processus mnésiques, en particulier ceux sous-tendant la mémoire épisodique et la cognition spatiale. Les relations entre ces structures sont de fait d’un intérêt crucial en matière de mémoire, comme l’illustrent par exemple les atteintes très précoces du cortex entorhinal dans les démences séniles de type Alzheimer (1). L’analyse post-mortem du cerveau d’Henry Molaison (le célèbre cas H.M.) a par ailleurs révélé que, si les atteintes hippocampiques étaient moins importantes que prévues, l’ablation du cortex entorhinal était quasi-totale (2), ce qui souligne encore l’importance de cette structure pour l’encodage de souvenirs épisodiques. En ce qui concerne la cognition spatiale, deux types incontournables de cellules spécialisées dans le codage de l’environnement, les cellules de lieu et les cellules grilles (dont les découvertes respectives ont été récompensées par le Prix Nobel de médecine 2014), se trouvent respectivement dans l’hippocampe et dans le cortex entorhinal dorso-médian (3).

D’un point de vue anatomo-fonctionnel, en totale cohérence avec les données exposées plus haut, l’une des afférences majeures de l’hippocampe est la voie perforante, qui a pour origine le cortex entorhinal. Plusieurs études ont montré que les parties médiane et latérale de ce dernier jouaient des rôles relativement différents et complémentaires en termes de mémoire et de cognition spatiale, le cortex entorhinal médian (MEC) étant plus impliqué dans les aspects spatiaux et le latéral (LEC) dans le codage du contexte (4, 5). Notre projet s’inscrit dans la poursuite de ces études, et a pour objectif de préciser les rôles respectifs du MEC et du LEC dans différentes tâches mnésiques hippocampo-dépendantes chez le rat. Son originalité réside notamment dans le fait d’utiliser les propriétés d’inhibitions réciproques entre les populations de neurones du gyrus denté (GD) de l’hippocampe contactées respectivement par ces deux parties du cortex entorhinal (6, 7), et d’ainsi se rapprocher des conditions de fonctionnement physiologique normales, plutôt que d’utiliser des techniques lésionnelles ou d’inactivation pharmacologique. Afin de limiter la plasticité sous-tendant l’apprentissage, nous induirons des dépressions à long terme (DLT)/dépotentialisations hétérosynaptiques dans l’hippocampe par stimulation de la voie perforante médiane et latérale in vivo, chez le rat libre de ses mouvements (« freely moving »), et étudierons les conséquences de ces changements de plasticité imposées sur les performances mnésiques (8).

Mots-clés : apprentissage et mémoire, électrophysiologie in vivo, hippocampe, cortex entorhinal, rat.

Références

  1. deToledo-Morrell L1, Stoub TR, Wang C. Hippocampal atrophy and disconnection in incipient and mild Alzheimer’s disease. Prog Brain Res. 2007;163:741-53.
  2. Annese J, Schenker-Ahmed NM, Bartsch H, Maechler P, Sheh C, Thomas N, Kayano J, Ghatan A, Bresler N, Frosch MP, Klaming R, Corkin S. Postmortem examination of patient H.M.’s brain based on histological sectioning and digital 3D reconstruction. Nat Commun. 2014;5:3122.
  3. Poucet B, Chaillan F, Truchet B, Save E, Sargolini F, Hok V. Is there a pilot in the brain? Contribution of the self-positioning system to spatial navigation. Front Behav Neurosci. 2015 Oct 30;9:292.
  4. Van Cauter T1, Camon J, Alvernhe A, Elduayen C, Sargolini F, Save E. Distinct roles of medial and lateral entorhinal cortex in spatial cognition. Cereb Cortex. 2013 Feb;23(2):451-9.
  5. Lu L1, Leutgeb JK, Tsao A, Henriksen EJ, Leutgeb S, Barnes CA, Witter MP, Moser MB, Moser EI. Impaired hippocampal rate coding after lesions of the lateral entorhinal cortex. Nat Neurosci. 2013 Aug;16(8):1085-93.
  6. Doyère V, Srebro B, Laroche S. Heterosynaptic LTD and depotentiation in the medial perforant path of the dentate gyrus in the freely moving rat. J Neurophysiol. 1997 Feb;77(2):571-8.
  7. Abraham WC, Mason-Parker SE, Irvine GI, Logan B, Gill AI. Induction and activity-dependent reversal of persistent LTP and LTD in lateral perforant path synapses in vivo. Neurobiol Learn Mem. 2006 Jul;86(1):82-90.
  8. Truchet B, Chaillan FA, Soumireu-Mourat B, Roman FS. Learning and memory of cue-reward association meaning by modifications of synaptic efficacy in dentate gyrus and piriform cortex. Hippocampus. 2002;12(5):600-8.

Techniques

  • Electrophysiologie in vivo : implantation d’électrodes intracérébrales, enregistrement et analyse de potentiel de champs évoqués (LTP/LTD) chez l’animal libre de ses mouvements (« freely moving »)
  • Comportement : Test d’apprentissage divers : piscine de Morris, reconnaissance d’objet, labyrinthe radial…

Profil du candidat

Bases théoriques niveau M1 en neurosciences. Expérience dans la manipulation d’animaux de laboratoire souhaitée. Une expérience en chirurgie, voire en électrophysiologie est souhaitée mais pas obligatoire.

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