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Apicella Paul

 Thèmes de Recherche

Nous utilisons, dans notre groupe, des techniques d’enregistrement électrophysiologique chez le primate non-humain pour étudier les bases neuronales du comportement. Nos recherches sont centrées sur les ganglions de la base (ggb), un ensemble de noyaux interconnectés connus depuis longtemps pour intervenir dans le contrôle des conduites volontaires. Le striatum, principal composant de cet ensemble sous-cortical, reçoit une grande variété d’afférences corticales et thalamiques, ainsi que des projections dopaminergiques depuis le tronc cérébral. Les résultats du traitement des diverses informations parvenant au striatum sont ensuite acheminés aux circuits moteurs du cortex frontal et du tronc cérébral par le biais des structures de sortie des ggb. Les questions majeures concernant la physiologie des ggb concernent la façon dont les informations afférentes sont traitées au sein de la circuiterie striatale et comment les neurotransmissions modulatrices, utilisant la dopamine et l’acétylcholine, influencent les opérations effectuées sur ces informations. Des anomalies de fonctionnement du striatum sont mises en cause dans des maladies neurologiques et psychiatriques, comme la maladie de Parkinson et les troubles obsessionnels compulsifs (TOCs). Nous nous intéressons particulèrement à la motivation, la sélection de l’action et les processus d’apprentissage procédural. Toutes nos expériences sont faites chez le macaque préalablement entraîné dans des tâches visuo-motrices (tâche de temps de réaction, tâche de réponse différée, tâche de choix) mettant en jeu des mouvements dirigés vers des cibles et la production de différents niveaux de force. L’électrophysiologie est employée pour examiner les changements d’activité au niveau de neurones individuels, dans différents contextes d’apprentissage. En cherchant à caractériser les propriétés des éléments neuronaux constituant la circuiterie des ggb (striatum, globus pallidus, noyau subthalamique), nous espérons mieux comprendre les types de traitement opérés par ces éléments pour contrôler des aspects spécifiques du comportement. Cette recherche peut aussi permettre de développer des modèles rendant compte de la façon dont les différents composants des réseaux reliant le cortex cérébral et les ggb participent à l’apprentissage et à la motivation.

 Mots clés

striatum, globus pallidus, noyau subthalamique, ganglions de la base, motivation, récompense, apprentissage, habitudes, routines motrices, actions dirigées vers un but, enregistrements neuronaux, singe

 Approches expérimentales

  • chirurgie sous contrôle stéréotaxique
  • enregistrements neuronaux unitaires
  • injections intracérébrales
  • conditionnement instrumental (opérant) et pavlovien (classique)

 Projets de Recherche en cours

  • Fonctions des neurones à décharge tonique (tonically active neurons, TANs) dans la motivation et l’apprentissage d’associations stimulus-récompense (P. APICELLA, S. RAVEL, E. LEGALLET)
    • contribution des TANs au traitement des stimulus ayant une signification motivationnelle
    • influences de la probabilité de la récompense sur l’activité des TANs dans des conditions d’apprentissage instrumental et pavlovien
  • Rôle du striatum dans l’acquisition et la production de séquences motrices surentraînées (M. DEFFAINS, E. LEGALLET, P. APICELLA)
    • activité neuronale striatale en relation avec les structures spatiale et temporelle de séquences de mouvements automatisées
    • changements dans la représentation neuronale de séquences de mouvements, au niveau du striatum, lors du transfert d’une modalité de performance habituelle à une modalité de contrôle dirigé de l’action
  • Intégration des informations motivationnelles et motrices : rôle respectif des circuits striato-pallidaux dorsaux et ventraux dans le contrôle du comportement (S. RAVEL, E. LEGALLET, P. APICELLA)
    • contribution des circuits striato-pallidaux dans la balance coût/bénéfice dans une tâche où différents degrés d’effort moteur conduisent à différents niveaux de récompense (enregistrements électrophysiologiques)
    • rôle du pallidum ventral et du striatum ventral dans l’évaluation de la balance coût/bénéfice (inactivations transitoires)
  • Rôle du noyau subthalamique dans la motivation et la prise de décision (J.F. ESPINOSA-PARRILLA, C. BAUNEZ, E. LEGALLET, P. APICELLA)
    • contribution des neurones du noyau subthalamique dans le traitement des informations motivationnelles
    • rôle du noyau subthalamique dans les processus de décision guidés par la récompense

 Bibliographie