Les circuits neuronaux de l'aversion olfactive conditionnée : approche électrophysiologique chez le rat vigile, Neural circuits of odor aversion conditioning : electrophysiological approach on the behaving rat

De
Publié par

Sous la direction de Nadine Ravel
Thèse soutenue le 04 mai 2009: Lyon 1
L’objectif de cette thèse est de décrire le réseau cérébral et la dynamique neuronale qui pourraient servir de support aux aversions alimentaires de type olfactives. Nous avons réalisé des enregistrements multisites de potentiel de champ locaux chez le rat vigile engagé dans cet apprentissage, en proposant deux modes de présentation de l’indice olfactif : à proximité de l’eau de boisson (distal) ou ingéré (distal-proximal). Après apprentissage, la présentation du seul indice distal induit l’émergence d’une activité oscillatoire de forte amplitude dans la bande de fréquence beta (15-40 Hz). Finement corrélée au comportement d’aversion de l’animal, cette activité est proposée comme la signature du réseau de structures fonctionnellement impliquées dans la reconnaissance de l’odeur en tant que signal. Nous montrons que ce réseau peut être plus ou moins étendu selon la façon dont le stimulus a été perçu lors du conditionnement: dans certaines aires (bulbe olfactif, cortex piriforme, amygdale basolatérale, cortex orbitofrontal) la modulation en puissance de l’activité beta se fait indépendamment du mode de conditionnement; dans d’autres aires (cortex insulaire, cortex infralimbique) ces changements ont lieu si et seulement si l’odeur a été ingérée. Complétés par l’étude des interactions fonctionnelles entre ces différentes structures dans la bande de fréquence considérée, ces résultats nous permettent de mieux comprendre comment un stimulus peut être représenté en mémoire dans un réseau cérébral en fonction de l’expérience que l’animal en a fait.
-Olfaction
-Mémoire alimentaire
-Amygdale basolatérale
-Cortex insulaire
-Représentation neuronale
-Synchronisation oscillatoire
-Comportement
-Électrophysiologie
-Rat
The goal of this thesis is to describe the dynamic of the neural network involved in food aversion based on olfactory cue. We performed multisite recordings of local field potential in the behaving rat engaged in such aversion learning and offered two modes of presentation of the olfactory cue: either close to drinking water (distal) or ingested (distal-proximal). After learning, the presentation of the distal cue alone induced the emergence of a powerful oscillation in the beta frequency band (15-40 Hz). Finely correlated with the aversive behavior of the animal, this activity has been proposed as the signature of the neural network functionally involved in odor signal recognition. We showed that this network may be more or less extended depending on how the stimulus has been experienced during conditioning: in some areas (olfactory bulb, piriform cortex, basolateral amygdala, orbitofrontal cortex), modulation of beta power were observed whatever the mode of odor presentation; in other areas (insular and infralimbic cortices) these changes took place only if the odor cue has been ingested. Associated to the analysis of transient oscillatory synchronizations between these different structures, these results allowed us to better understand how a stimulus could be represented in memory by a cerebral network depending on the way the animal had experienced it.
-Olfaction
-Food memory
-Basolateral amygdala
-Insular cortex
-Neural representation
-Oscillatory synchronization
-Behavior
-Electrophysiology
-Rat
Source: http://www.theses.fr/2009LYO10059/document
Publié le : jeudi 27 octobre 2011
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N° d’ordre: 059-2009 Année 2009



THESE

présentée

devant l’UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON 1

Ecole Doctorale Neurosciences et Cognition

pour l’obtention

du DIPLOME DE DOCTORAT

(arrêté du 7 août 2006)


présentée et soutenue publiquement le

4 Mai 2009


par


Julie CHAPUIS



LES CIRCUITS NEURONAUX DE L’AVERSION OLFACTIVE CONDITIONNEE :
APPROCHE ELECTROPHYSIOLOGIQUE CHEZ LE RAT VIGILE



Directrice de thèse: Dr. Nadine RAVEL




JURY : Pr. Rémi GERVAIS, Président
Dr. Georges DI SCALA, Rapporteur
Pr. François ROMAN, Rapporteur
Dr. Olivier BERTRAND, Exam inateur
Dr. Guillaume FERREIRA, Exam Dr. Nadine RAVEL, Directrice de thèse
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UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON I


Président de l’Université M. le Professeur L. COLLET
Vice-Président du Conseil Scientifique M. le Professeur J.F. MORNEX
Vice-Président du Conseil d’Administration eur J. LIETO
Vice-Président du Conseil des Etudes et de la Vie Universitaire M. le Professeur D. SIMON
Secrétaire Général M. G. GAY



SECTEUR SANTE
Composantes


UFR de Médecine Lyon R.T.H. Laënnec Directeur : M. le Professeur P. COCHAT on Grange-Blanche .r X. MARTIN on-Nord .r J. ETIENNE on-Sud Directeur : M. le Professeur F.N. GILLY
UFR d’Odontologie . O. ROBIN
Institut des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques .r F. LOCHER

Institut Techniques de Réadaptation Directeur : M. le Professeur MATILLON

Département de Formation et Centre de Recherche en Biologie .r P. FARGE
Humaine


SECTEUR SCIENCES
Composantes

UFR de Physique Directeur : Mme. le Professeur S. FLECK
UFR de Biologie . le Professeur H. PINON
UFR de Mécanique .r H. BEN HADID
UFR de Génie Electrique et des Procédés Directeur : M.r G. CLERC
UFR Sciences de la Terre . le Professeur P.
UFR de Mathématiques HANTZPERGUE
UFR d’Informatique Directeur : M.r M. CHAMARIE
UFR de Chimie Biochimie . le Professeur S. AKKOUCHE
UFR STAPS me. le Professeur H. PARROT
Observatoire de Lyon Directeur : M. C. COLLIGNON
Institut des Sciences et des Techniques de l’Ingénieur de Lyon Directeur : M. le Professeur R. BACON
IUT A .r J. LIETO
IUT B .r M. C. COULET
Institut de Science Financière et d'Assurances Directeur : M. le Professeur R. LAMARTINE
.r J.C. AUGROS


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tel-00603782, version 1 - 27 Jun 2011RESUME en français
L’objectif de cette thèse est de décrire le réseau cérébral et la dynamique neuronale qui pourraient
servir de support aux aversions alimentaires de type olfactives. Nous avons réalisé des enregistrements
multisites de potentiel de champ locaux chez le rat vigile engagé dans cet apprentissage, en proposant
deux modes de présentation de l’indice olfactif : à proximité de l’eau de boisson (distal) ou ingéré (distal-
proximal). Après apprentissage, la présentation du seul indice distal induit l’émergence d’une activité
oscillatoire de forte amplitude dans la bande de fréquence beta (15-40 Hz). Finement corrélée au
comportement d’aversion de l’animal, cette activité est proposée comme la signature du réseau de
structures fonctionnellement impliquées dans la reconnaissance de l’odeur en tant que signal. Nous
montrons que ce réseau peut être plus ou moins étendu selon la façon dont le stimulus a été perçu lors du
conditionnement: dans certaines aires (bulbe olfactif, cortex piriforme, amygdale basolatérale, cortex
orbitofrontal) la modulation en puissance de l’activité beta se fait indépendamment du mode de
conditionnement; dans d’autres aires (cortex insulaire, cortex infralimbique) ces changements ont lieu si
et seulement si l’odeur a été ingérée. Complétés par l’étude des interactions fonctionnelles entre ces
différentes structures dans la bande de fréquence considérée, ces résultats nous permettent de mieux
comprendre comment un stimulus peut être représenté en mémoire dans un réseau cérébral en fonction
de l’expérience que l’animal en a fait.
TITRE en anglais
Neural circuits of odor aversion conditioning: Electrophysiological approach on the behaving rat
RESUME en anglais
The goal of this thesis is to describe the dynamic of the neural network involved in food aversion
based on olfactory cue. We performed multisite recordings of local field potential in the behaving rat
engaged in such aversion learning and offered two modes of presentation of the olfactory cue: either
close to drinking water (distal) or ingested (distal-proximal). After learning, the presentation of the distal
cue alone induced the emergence of a powerful oscillation in the beta frequency band (15-40 Hz). Finely
correlated with the aversive behavior of the animal, this activity has been proposed as the signature of the
neural network functionally involved in odor signal recognition. We showed that this network may be
more or less extended depending on how the stimulus has been experienced during conditioning: in some
areas (olfactory bulb, piriform cortex, basolateral amygdala, orbitofrontal cortex), modulation of beta
power were observed whatever the mode of odor presentation; in other areas (insular and infralimbic
cortices) these changes took place only if the odor cue has been ingested. Associated to the analysis of
transient oscillatory synchronizations between these different structures, these results allowed us to better
understand how a stimulus could be represented in memory by a cerebral network depending on the way
the animal had experienced it.
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