Soutenance de thèse – Emma Marillat

Lieu : BBS

Soutenance en français

Emma Marillat
INCIA

Thèse dirigée par Mathieu Wolff (INCIA) et Frédéric Gambino (IINS)

Titre

Bases thalamocorticales de la décision en milieu incertain

Résumé

La prise de décision en environnement incertain repose sur un équilibre dynamique entre exploration de nouvelles options et exploitation des choix connus comme avantageux. Comprendre les substrats neuraux de cet équilibre constitue un enjeu majeur des neurosciences cognitives. Le cortex orbitofrontal (OFC) et le noyau médiodorsal du thalamus (MD) apparaissent comme des acteurs majeurs de la prise de décision adaptative mais les interactions fonctionnelles entre ces régions sont mal caractérisées.

Pour étudier cette question, nous avons utilisé une épreuve instrumentale de « bandit à trois bras » dans laquelle l’option la plus favorable (un levier parmi trois autres) varie au cours du temps, contraignant les animaux à alterner entre stratégies d’exploration et d’exploitation. Nous avons d’abord établi que la lésion de l’OFC ou du MD produit un déficit spécifique dans l’épreuve, se traduisant par une difficulté à retrouver une performance optimale quand l’option la plus favorable est permutée. De façon importante, nous avons pu établir que la lésion du thalamus submédian (Sub), l’autre afférence thalamique majeure de l’OFC, est sans effet. De plus, une stratégie virale de traçage neuroanatomique nous a permis d’établir que si les voies thalamocorticales issues du MD et du Sub convergent bien vers l’OFC, elles contactent majoritairement des populations neuronales corticales différentes. Pris dans leur ensemble, ces données suggèrent l’existence de deux circuits thalamocorticaux anatomiquement et fonctionnellement distincts au sein de l’OFC.

Afin de préciser le rôle fonctionnel du circuit OFC-MD, nous avons ensuite évalué la contribution fonctionnelle de chaque région par une approche de photométrie de fibre chez l’animal en train de réaliser la tâche. Nous avons pu observer que l’activité de l’OFC augmente lors du choix et également lorsqu’une récompense est obtenue, indiquant que le choix et son renforcement semblent représentés au niveau cortical. En revanche, l’activité du thalamus n’est modulée ni par le choix ni par la récompense puisque le MD ne montre une augmentation d’activité que lorsque l’animal évalue les conséquences de son choix. De façon intéressante, cette activation thalamique semble résulter de l’apprentissage puisque le MD est essentiellement silencieux chez l’animal naïf. Cette dynamique suggère donc que le MD ne code pas directement la valeur de la récompense, mais contribue plutôt au maintien et à la consolidation des stratégies de choix optimales en pouvant influer sur les régions préfrontales au moment où la représentation de la valeur courante du choix peut être remise en cause. Pris dans leur ensemble, ces données indiquent une contribution fonctionnelle spécifique différente et complémentaire de l’OFC et du MD qui permet d’assurer la mise en place de stratégies adaptives lorsqu’un changement brusque survient dans l’environnement.

Ces résultats obtenus chez le rongeur convergent avec des travaux antérieurs menés chez le primate humain et non humain, suggérant une large conservation des principes d’organisation fonctionnelle des circuits thalamocorticaux dans le phylum. Les altérations de la connectivité thalamocorticale sont un symptôme récurrent dans de nombreuses pathologies psychiatriques telles que les troubles addictifs, la schizophrénie ou les troubles obsessionnels-compulsifs. Mieux comprendre les principes d’organisation fonctionnelle des circuits thalamocorticaux pourrait donc ouvrir la voie à une meilleure prise en charge des altérations de la flexibilité comportementale et de la prise de décision de ces troubles mentaux.

Mots clés : Décision, Comportements adaptatifs, Circuits thalamocorticaux, Pharmacogénétique, Photométrie en fibre

Jury

• Emmanuelle Courtiol, CR (Université de Lyon) : rapporteure
• Romain Goutagny, DR (Université de Strasbourg) : rapporteur
• Agnès Nadjar, Pr (Université de Bordeaux) : examinatrice
• Mathieu Wolff, DR (Université de Bordeaux) : directeur de thèse
• Frédéric Gambino, CR (Université de Bordeaux): codirecteur de thèse

• Lieu
  BBS
  
• Dates
  Le 21 octobre 2026 à 14:00