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Tedjakumala, Stevanus Rio. Le rôle des circuits et signalisations dopaminergiques dans l'apprentissage aversif de l'abeille Apis mellifera

Tedjakumala, Stevanus Rio (2014). Le rôle des circuits et signalisations dopaminergiques dans l'apprentissage aversif de l'abeille Apis mellifera.

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Résumé en francais

Dans un apprentissage Pavlovien les animaux apprennent à associer un stimulus conditionné (SC) à un stimulus inconditionné (SI). L'abeille Apis mellifera est un modèle bien établi pour étudier cette forme d'apprentissage. Dans un nouveau protocole Pavlovien, les abeilles associent une substance odorante (SC) à un choc électrique (SI) et la réponse conditionnée produite à l'odorant appris est le reflexe d'extension du dard (RED). Cet apprentissage aversif dépend de l'amine biogène dopamine (DA) qui assure la médiation des propriétés de renforcement du choc électrique. Nous avons combiné plusieurs approches pour caractériser les circuits DA et leur signalisation dans le cerveau de l'abeille. Tout d'abord, nous avons étudié la réponse innée aversive et ses substrats en quantifiant le RED à une série de chocs de tension croissante et en injectant des antagonistes de neurotransmetteurs dans le cerveau. Nous avons trouvé que la DA et la sérotonine régulent negativement RED et le blocage de ces amines augmente la réponse. Nous avons fourni la première preuve de l'implication de ces amines biogènes dans le contrôle central de la réponse aux stimuli nocifs. Nos résultats proposent que différentes classes de neurones DA existent dans le cerveau de l'abeille: une classe " instructive " qui code pour l'aversion des stimuli conditionnés dans l'apprentissage associatif et une classe de " commande générale " qui diminue la réponse de la perception des stimuli nocifs. Ensuite, nous avons caractérisé la neuroanatomie des neurones DA dans le cerveau de l'abeille. Nous avons pratiqué l'immunocytochimie en appliquant un anticorps dirigé contre la tyrosine hydroxylase, un précurseur de la DA, et la microscopie confocale pour reconstruire les neurones DA en 3D. Nos résultats ont confirmé des données antérieures montrant de l'innervation dense dans un neuropile d'ordre supérieur, le corps pedonculés (MB) étant fortement innervé par 3 grands groupes de neurones DA. Des processus DA étaient également trouvés dans les lobes protocerebraux et les lobes antennaires. Ces neurones sont connectés au circuit olfactif à différentes étapes et constituent la base neuronale pour l'étiquetage DA de différentes formes de signalisation olfactive. Nous avons également trouvé la première preuve de l'existence de prolongements DA dans le lobe optique et identifié leur nouveau groupe DA. Enfin, nous avons étudié les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la réponse aversive et l'apprentissage associatif en evaluant si l'apprentissage aversif induit des variations dans le niveau d'expression des gènes des récepteurs spécifiques ce qui modifie la sensibilité d'aversion aux stimuli aversifs. Nous avons quantifié le RED aux chocs avant un conditionnement et trois jours après le conditionnement, après la mesure de la mémoire d'aversion à long terme. Nous avons trouvé que l'apprentissage olfactif aversif induit une diminution à long terme de la réponse au choc. En utilisant la microdissection au laser, nous avons collecté des populations particulières de cellules de Kenyon puis mesuré les changements à long terme dans l'expression du récepteur du gène. Nous avons trouvé que l'apprentissage aversif seulement favorise une augmentation spécifique à long terme de l'expression des gènes du récepteur dopaminergique Amdop2 et partiellement d'Amdop1. Cette variation est corrélée avec la diminution à long terme de la réponse au choc résultant de l'apprentissage. Nos résultats proposent que les changements moléculaires spécifiques de l'expression du récepteur DA induisent une diminution de la réponse comportementale ce qui pourrait constituer une perte de l'"effet de surprise" résultant du conditionnement. Nos études couvrant les niveaux comportementale, pharmacologiques, neuroanatomiques et moléculaire, afin de fournir une nouvelle vision intégrée de la signalisation DA dans le cerveau de l'abeille c.à.d. de la représentation neural du SI aversif dans un cerveau d'insecte.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Giurfa, Martin
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA), UMR 5169
Mots-clés libres :Apprentissage - Mémoire - Conditionnement - Abeille - Reflex d'Extension du Dart (RED) - Dopamine
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :17 Apr 2015 16:39