L’objectif de cet article est d’identifier si des populations neuronales du cortex préfrontal dorsomédian (dmPFC) participent à la discrimination de la peur contextuelle, et d’étudier leur connectivité. Dans ce but, les auteurs ont conçu une expérience dans laquelle les souris sont d’abord conditionnées à associer un contexte qui regroupe plusieurs stimuli sensoriels (son, lumière, odeur) avec un choc électrique. Une fois que la phase d’acquisition est terminée, les souris sont soumises à une série de contextes : un contexte A identique au contexte dans lequel les souris ont été conditionnées, un contexte B qui ne comporte que deux stimuli sensoriels (son et lumière), un contexte C neutre qui ne présente aucun stimulus sensoriel (figure A1 et A2) et enfin de nouveau un contexte identique à A - le contexte A’.
Dans un premier temps, la durée pendant laquelle la souris se fige et cesse de se déplacer(freezing)a été mesurée dans les différents contextes. Dans le contexte neutre C, la durée du freezing diminue significativement (min 6 - 9) pour le groupe de souris ayant été exposé à plusieurs contextes comparé au groupe contrôle (figure B). Ce résultat confirme l’existence d’un processus qui permet de distinguer les contextes menaçants A, B et A’ (qui rappellent le contexte où les souris ont subit un choc électrique) du contexte non-menaçant C : c’est la discrimination de la peur contextuelle.
Pour confirmer l’implication du dmPFC dans ce processus, des enregistrements unitaires des neurones du dmPFC ont été effectués dans les différents contextes, et leurs activités retranscrites en vecteurs dans l’espace où chaque composante de l’espace représente une unité à un instant T. Les résultats montrent que l’activité neuronale des neurones du dmPFC post-conditionnement est différente par rapport à l’activité pré-conditionnement (figure C1 et C2). Cela suggère que l'activité des neurones du dmPFC est modulée pendant la transition d’un contexte menaçant à un contexte neutre, et inversement.
Durant la discrimination du contexte, l’activité d’une certaine proportion de neurones du dmPFC est supérieure à la norme durant la reconnaissance d’un contexte neutre (contexte C). De plus, des enregistrements unitaires des « putative excitatory principal neurons » du dmPFC (choix basé sur la littérature), révèlent que lafréquence de décharge de ces derniers est significativement plus élevée dans le contexte Cque dans les contextes B et A’ (figure D2). Cette sous-population neuronale du dmPFC serait donc à l’origine de la discrimination de la peur contextuelle.
Enfin, la sous-population « putative excitatory principal neurons » (PN) projette vers la substance grise périaqueducale latérale et ventrolatérale (I/vIPAG) et l’amygdale basolatérale (BLA). L’activité entre les PN et la BLA n’étant pas significative, les prochaines expériences se focalisent exclusivement sur la projection entre les PN et la I/vIPAG pour identifier si celle-ci est impliquée dans la discrimination de la peur contextuelle. L’activité des PN est contrôlée par stimulation optogénétique (figure E).
Post conditionnement, l’activation des PN avec de la lumière bleue induit une réduction du comportement de freezing ( F1) dans des contextes menaçants, dûe à une augmentation de l’activité de l/vIPAG(F2). Au contraire, l’inhibition de la projection PN-I/vIPAG avec de la lumière jaune provoque une augmentation du pourcentage de freezing (G1) dans le contexte neutre, en raison d’une diminution de l’activité de la I/vIPAG (G2). Ces observations renforcent l’idée qu’une sous-population du dmPFC projette préférentiellement sur l/vI/IPAG, et que celle-ci module les réponses conditionnées de la souris, c’est-à-dire le freezing dans les divers contextes menaçants et non menaçants
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