Etude du rôle des oscillations dans l'encodage et l'exploitation des souvenirs

L'un des aspects les plus remarquables des états cérébraux — qu'il s'agisse du sommeil, de l'éveil, de la peur ou de l'attention — est qu'ils se caractérisent par des profils distincts d'activité oscillatoire neuronale. Pourtant, la manière dont ces oscillations spécifiques à chaque état soutiennent les computations propres à cet état, permettant d'adapter le comportement aux exigences internes et externes changeantes, reste mal comprise. Dans ce projet de thèse, nous proposons de tester une hypothèse nouvelle : les dynamiques oscillatoires qui accompagnent certains états cérébraux permettraient aux souvenirs encodés dans un état donné d'être préférentiellement rappelés lorsque cet état se reproduit. Cette idée s'inspire du phénomène bien établi d'apprentissage dépendant de l'état (« state-dependent learning »), dans lequel les animaux ou les humains entraînés sous l'influence d'agents pharmacologiques — tels que les antagonistes des récepteurs NMDA — présentent une meilleure récupération lorsqu'ils sont testés sous le même agent. De tels effets ont été associés aux états dissociatifs induits par ces substances. Fait crucial, les antagonistes NMDA provoquent des oscillations corticales marquées, et une étude récente a montré que ces seules oscillations peuvent se substituer à la drogue pour restaurer l'accès aux souvenirs formés sous son influence. Cela fournit une preuve de concept solide de l'existence d'un rappel dépendant de l'état oscillatoire, tout en appelant à une compréhension mécanistique à l'échelle des circuits. L'objectif de ce projet est d'analyser ce processus en combinant enregistrements neuronaux à grande échelle, manipulations ciblées des réseaux et modélisation computationnelle, afin d'identifier comment les oscillations peuvent engendrer un apprentissage dépendant de l'état. Dans un premier temps, des souris seront entraînées à une tâche de discrimination auditive tandis que nous imposerons des oscillations selon les conditions de l'étude précédente, ce qui nous permettra d'établir le phénomène de rappel dépendant de l'état oscillatoire et de quantifier comment le couplage neuronal à l'oscillation influence l'encodage de la tâche dans le cortex auditif. Afin d'en dégager les principes sous-jacents, nous entraînerons des réseaux neuronaux récurrents sur la même tâche dans différents régimes oscillatoires. Cela nous permettra de tester si les signatures de circuits observées in vivo émergent naturellement dans ces réseaux, de les relier à la structure de connectivité et d'examiner le rôle causal du couplage oscillatoire. Enfin, nous rechercherons la présence de mécanismes similaires lors d'oscillations générées de manière endogène — celles induites par les antagonistes NMDA. Bien qu'elles soient pharmacologiquement déclenchées, ces oscillations résultent de l'activité propre des circuits cérébraux et reflètent l'état dissociatif altéré qui nous intéresse. L'entraînement et l'enregistrement sous ces conditions permettront de déterminer si les mêmes principes oscillatoires s'appliquent aux transitions d'état cérébral générées de façon interne. Dans l'ensemble, cette thèse visera à établir comment les oscillations façonnent l'encodage et le rappel des souvenirs à travers les états cérébraux et à clarifier leur rôle dans les dynamiques oscillatoires qui sous-tendent les expériences dissociatives. École doctorale : Sciences du Vivant Direction : Sophie BAGUR Financement : Concours pour un contrat doctoral