Analyse fonctionnelle de circuits neuronaux impliqués dans la dynamique des mémoires olfactives chez Drosophila melanogaster

Abstract

Les Drosophiles à jeûn peuvent être conditionnées dans le but d associer une odeur avec du sucre. Un cycle de conditionnement appétitif induit la formation de mémoire à court terme (MCT) et de mémoire à long terme (MLT). Ainsi, nous avons montré que les MCT et MLT sont formées indépendamment l une de l autre et impliquent des structures neuronales distinctes au sein des Corps Pédonculés (CPs), le centre de la mémoire olfactive. Nous avons proposé un nouveau modèle de la dynamique des phases de mémoire appétitive où la formation des MCT et MLT s effectue de manière parallèle. Suite à cette étude, nous avons identifié deux paires de neurones extrinsèques aux CPs impliqués dans la restitution de l information appétitive à long terme. Enfin, nous nous sommes intéressés aux mécanismes moléculaires et aux réseaux neuronaux impliqués dans la consolidation de la mémoire aversive. Chez la Drosophile, l appariement d une odeur à des chocs électriques deux formes de mémoires consolidées, la mémoire résistante à l anesthésie (MRA) et la MLT (dépendante de la synthèse protéique de novo). Nous avons montré que 3 paires de neurones dopaminergiques aux CPs jouent un rôle d interrupteur contrôlant une bascule entre la MRA et la MLT. Ainsi, bloquer ces trois paires de neurones dopaminergiques durant la période de consolidation induit une augmentation de la MRA et une inhibition de la MLT, alors qu activer ces neurones après conditionnement entraîne une inhibition de la MRA, et favorise la mise en place de la MLT. En conclusion, nous avons caractérisé fonctionnellement des ensembles neuronaux discrets jouant un rôle dans différentes étapes de l'apprentissage et de la mémorisation olfactifsWhen we present an odor associated with sugar to starved flies, they will be attracted by this odor. One cycle of conditioning induces both Short-Term Memory (STM) and Long-Term Memory (LTM). It is accepted that STM and LTM formation is a sequential process but the link between these two memories remains unknown. We adressed this question and clearly demonstrated that STM and LTM can be formed independently and that they involved different neural structures within the Mushroom Bodies (MB), a memory center. We proposed a new model of dynamic of appetitive memory phases where STM and LTM are formed in a parallel way. Then, using the genetically expressed thermosensible toxine allowing a transiently inactivation of neurotransmission, we identified one type of MB efferent neurons involved in appetitive LTM retrieval. Additionally, we were interested to the molecular mechanisms and the neuronal circuits involved in aversive consolidated memories. Pairing an odor with electric shocs induces aversive memory. In drosophila, there are two forms of consolidated memories, the Anesthesia-Resistant Memory (ARM) and LTM (dependent on de novo protein synthesis). We show that three pairs of oscillatory dopaminergic neurons play a essential role of gating between ARM and LTM formation. So, blocking the neurotransmission of these neurons during the consolidation phase leads to a increase of ARM and inhibition of LTM whereas, artificial activation of these neurons after conditioning leads to an inhibition of ARM and favors the implementation LTM. In conclusion, we characterized functionally a restricted population of neurons playing a role in various stage of learning and memory processPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF