Cyril Lhopitallier

NeuroPSI – Université Paris-Saclay

Rôle de l’acétylcholine préfrontale dans les comportements sociaux

Résumé
Dans le monde animal, les rongeurs, comme tous les autres mammifères, interagissent en permanence avec leurs congénères. Interagir socialement consiste à choisir entre plusieurs options d’actions qui tiennent compte de son état interne propre et de la prédiction quant aux réactions possibles de son (ou ses) congénères. Les interactions sociales constituent donc un modèle de prise de décision. Le cortex préfrontal est une structure cérébrale clef des prises de décision, qu’elles soient sociales ou non. Des études précédentes au laboratoire ont établi, chez la souris, que la modulation par l’acétylcholine des récepteurs nicotiniques du cortex préfrontal sous-tend les processus de décision lors d’interactions sociales. Néanmoins, ces études ne permettent pas de connaître précisément le rôle de l’acétylcholine au sein du cortex préfrontal, car ils ont été obtenus chez des souris présentant également des altérations d’autres neurotransmetteurs. En outre, notre équipe comme d’autres, a montré que la communication vocale ultrasonore, régie par l’équilibre entre les systèmes cholinergique et dopaminergique, est un des éléments importants des interactions sociales chez la souris adulte, sans qu’on connaisse actuellement son rôle exact.

Dans ce contexte, l’objectif de ma thèse est de comprendre l’effet de la modulation de la libération de l’acétylcholine dans le cortex préfrontal dans les comportements sociaux et d’investiguer quels paramètres de ces comportements sont plus particulièrement contrôlés par ce neurotransmetteur. Pour ce faire nous allons utiliser des souris ChAT-IRES-Cre exprimant la cre recombinase au sein des neurones cholinergiques, dont nous montrons ici qu’elles présentent un phénotype social et de communication vocale normal. Couplée à l’activation ou l’inhibition optogénétique de la libération d’acétylcholine spécifiquement dans les terminaisons préfrontales, l’utilisation de tests comportementaux variés a permis d’obtenir plusieurs résultats novateurs :
1) La modulation de l’innervation cholinergique préfrontale ne modifie pas la motivation à interagir avec un congénère.
2) La libération d’acétylcholine provoque une diminution la dominance et des approches sociales, ainsi qu’une augmentation de la fréquence des vocalisations ultrasonores alors que l’inhibition de la libération d’acétylcholine provoque une diminution de la dominance et une augmentation des approches sociales ainsi qu’une diminution de la fréquence des vocalisations ultrasonores.
3) La synchronisation des vocalisations ultrasonores avec les comportements sociaux ne permet pas d’associer leur émission à un comportement spécifique, renforçant l’idée que ces vocalisations transmettent une information générale relative à l’état émotionnel de l’animal émetteur.
4) La modulation cholinergique provoque également des interruptions plus fréquentes du contact social par le congénère non stimulé, laissant penser que ce dernier perçoit l’action et la vocalisation de son congénère comme inappropriée.

Ces résultats, associés aux données de la littérature actuelle, permettent d’émettre l’hypothèse que la modulation cholinergique du cortex préfrontal est au cœur de l’intégration de plusieurs paramètres sociaux perçus chez les congénères, intégration qui aboutit à la construction de décisions sociales adaptées. L’acétylcholine préfrontale joue un rôle déterminant dans la libération locale d’autres neurotransmetteurs -dopamine, sérotonine, noradrénaline, GABA, glutamate…- par l’intermédiaire de récepteurs nicotiniques distribués sur tous les compartiments cellulaires, et permet le maintien de la balance excitation/inhibition du cortex préfrontal, ce qui a rendu son étude délicate jusqu’ici. Les résultats obtenus au cours de ma thèse montrent, pour la première fois, le rôle déterminant et spécifique de l’acétylcholine préfrontale, indépendamment des autres neurotransmetteurs, dans la cognition sociale, une fonction largement altérée dans les pathologies mentales.

Composition du Jury

    • Pr. Alain M. GARDIER, Président, (Université Paris-Saclay)
    • Dr. Elodie EY, Rapportrice (CNRS UMR 7104)
    • Dr. Vincent David, Rapporteur (CNRS UMR 528)
    • Dr. Armelle Rancillac, Examinatrice (Collège de France, Paris)
    • Dr. Isabelle Férézou, Examinatrice (NeuroPSI, Saclay)

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  • Pr. Sylvie Granon et le Dr. Alexis Faure, (Institut NeuroPSI, Saclay)
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Date

Juil 01 2022

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14h00

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