La capacit\u00e9 \u00e0 prendre une d\u00e9cision adapt\u00e9e dans un environnement changeant fait intervenir de multiples r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales interconnect\u00e9es. Le cortex pr\u00e9frontal est l\u2019un des sites primordiaux mais ces derni\u00e8res ann\u00e9es ont vu appara\u00eetre le r\u00f4le important des r\u00e9gions thalamiques. Actuellement, l\u2019implication de ces circuits thalamocorticaux dans les fonctions cognitives est reconnue comme d\u00e9terminante, particuli\u00e8rement en ce qui concerne les liens entre le cortex pr\u00e9frontal (PFC) et le thalamus m\u00e9diodorsal (MD).\u00a0 Le cortex pr\u00e9frontal se caract\u00e9rise n\u00e9anmoins par une importante h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 anatomique, \u00e0 laquelle fait \u00e9cho la diversit\u00e9 des projections thalamocorticales issues du MD\u00a0: diff\u00e9rentes populations neuronales thalamiques innervent les diff\u00e9rentes r\u00e9gions pr\u00e9frontales.<\/p>\n
R\u00e9cemment, l\u2019\u00e9quipe D\u00e9cision et Adaptation de l\u2019INCIA (Institut de Neurosciences Cognitives et Int\u00e9gratives d\u2019Aquitaine, UMR 5287, Bordeaux) a pu \u00e9tablir que les connexions entre le mPFC et le MD sont essentielles pour la capacit\u00e9 \u00e0 prendre une d\u00e9cision adapt\u00e9e en usant d\u2019approches pharmacog\u00e9n\u00e9tiques avanc\u00e9es chez le rat. Ces r\u00e9sultats l\u00e8vent un voile partiel sur la contribution fonctionnelle des connections entre cortex pr\u00e9frontal et thalamus en se focalisant sp\u00e9cifiquement sur le mur m\u00e9dian du cortex pr\u00e9frontal. N\u00e9anmoins, le cortex orbitofrontal (OFC) fait \u00e9galement l\u2019objet d\u2019une innervation importante du MD et d\u2019une autre r\u00e9gion thalamique largement m\u00e9connue, le thalamus subm\u00e9dian.<\/p>\n
Pour donner un \u00e9clairage plus complet sur le r\u00f4le fonctionnel de ces circuits, l\u2019\u00e9quipe a donc d\u00e9connect\u00e9 l\u2019OFC de l\u2019une et l\u2019autre de ses aff\u00e9rences thalamiques et \u00e9valu\u00e9 l\u2019impact de ces manipulations sur la capacit\u00e9 \u00e0 prendre une d\u00e9cision fond\u00e9e sur la valeur courante du but chez le rat. Ceci est classiquement effectu\u00e9 en utilisant une proc\u00e9dure de d\u00e9valuation sp\u00e9cifique du but, apr\u00e8s un apprentissage instrumental initial dans lequel les animaux apprennent que l\u2019appui sur deux leviers diff\u00e9rents permet d\u2019obtenir une r\u00e9compense alimentaire sp\u00e9cifique. Apr\u00e8s cette phase, la proc\u00e9dure de d\u00e9valuation consiste \u00e0 fournir \u00e0 l\u2019animal l\u2019une de ces deux r\u00e9compenses \u00e0 volont\u00e9, et \u00e0 proc\u00e9der \u00e0 un test de choix entre les deux leviers imm\u00e9diatement apr\u00e8s. Lors de ce test, les leviers sont inactifs et les choix des animaux sont donc fond\u00e9s uniquement sur leur repr\u00e9sentation de la valeur courante de la r\u00e9compense\u00a0: des animaux \u00ab\u00a0normaux\u00a0\u00bb r\u00e9pondent majoritairement sur le levier correspondant \u00e0 la r\u00e9compense non d\u00e9valu\u00e9e. De fa\u00e7on int\u00e9ressante, les d\u00e9connections entre cortex orbitofrontal et thalamus m\u00e9diodorsal ou subm\u00e9dian n\u2019ont pas produit d\u2019effet, sugg\u00e9rant un r\u00f4le sp\u00e9cifique du circuit mPFC-MD (Alcaraz et al., 2018). N\u00e9anmoins, apr\u00e8s une phase d\u2019apprentissage instrumental suppl\u00e9mentaire dans lequel la flexibilit\u00e9 cognitive des animaux est sollicit\u00e9e, en inversant les contingences entre levier et nourriture qui lui est associ\u00e9e, un r\u00e9sultat bien diff\u00e9rent appara\u00eet. Alors que la d\u00e9connection de l\u2019OFC et du MD est toujours sans effet, d\u00e9connecter l\u2019OFC de son autre aff\u00e9rence thalamique, le thalamus subm\u00e9dian, produit un d\u00e9ficit sp\u00e9cifique lors du choix, sugg\u00e9rant que ces animaux ne sont pas capables de s\u2019adapter au changement de contingences.<\/p>\n
Ce r\u00e9sultat fait \u00e9cho \u00e0 une d\u00e9monstration similaire de l\u2019\u00e9quipe ayant pr\u00e9alablement \u00e9tabli un r\u00f4le du thalamus subm\u00e9dian dans la capacit\u00e9 \u00e0 mettre \u00e0 jour les contingences Pavloviennes (Alcaraz et al., 2015). De fa\u00e7on plus g\u00e9n\u00e9rale, pris dans leur ensemble, ces \u00e9tudes soulignent que diff\u00e9rents circuits thalamocorticaux semblent coop\u00e9rer pour assurer le caract\u00e8re flexible de l\u2019action dirig\u00e9e vers un but. Un enjeu important pour les ann\u00e9es \u00e0 venir sera de d\u00e9terminer les m\u00e9canismes par lesquels les \u00e9changes fonctionnels entre ces circuits peuvent op\u00e9rer.<\/p>\n
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R\u00e9f\u00e9rence<\/strong><\/em><\/p>\n A thalamocortical circuit for updating action-outcome associations (2019) Fresno V, Parkes SL, Faug\u00e8re A, Coutureau E*, Wolff M*. *Contributed equally.<\/p>\n Elife. 2019 Apr 23;8. pii: e46187. doi: 10.7554\/eLife.46187.<\/p>\n <\/p>\n Pour aller plus loin<\/strong><\/em><\/p>\n Thalamocortical and corticothalamic pathways differentially contribute to goal-directed behaviors in the rat (2018) Alcaraz F, Fresno V, Marchand AR, Kremer EJ, Coutureau E, Wolff M.<\/p>\n Elife. 2018 Feb 6;7. pii: e32517. doi: 10.7554\/eLife.32517.<\/p>\n https:\/\/insb.cnrs.fr\/fr\/cnrsinfo\/boucles-thalamocorticales-des-informations-bien-dirigees-pour-une-decision-adaptee<\/a><\/p>\n https:\/\/lejournal.cnrs.fr\/nos-blogs\/aux-frontieres-du-cerveau\/comment-le-cerveau-decide<\/a><\/p>\n http:\/\/archives.cnrs.fr\/presse\/article\/4227<\/a><\/p>\n <\/p>\n Contact chercheurs<\/strong><\/em><\/p>\n