La consommation chronique et excessive d’éthanol provoque des modifications neurobiologiques adaptatives. Les mécanismes qui les contrôlent sont multiples et certains ont été reliés à des régulations épigénétiques conduisant à des modifications structurelles et fonctionnelles. L’éthanol induit également une neurodégénérescence de l’hippocampe responsable de déficits cognitifs. Parmi l’ensemble des modèles animaux qui sont utilisés pour étudier les effets d’une consommation chronique d’alcool, figurent les souris de la lignée C57BL/6J. Ces souris possèdent une appétence naturelle pour l’éthanol faisant d’elles un modèle de choix pour étudier les conséquences de la consommation chronique d’éthanol. Le but de ce travail de thèse a été d’étudier les relations entre les mécanismes épigénétiques et la modulation de la neuroplasticité de l’hippocampe à la suite d’une consommation chronique d’éthanol chez les souris C57BL/6J, et d’en évaluer les conséquences comportementales. Nous avons montré que la consommation chronique d’éthanol induit, au niveau de l’hippocampe, des modulations épigénétiques globales corrélées à un remodelage chromatinien au sein du gène du BDNF, impliquant à la fois les modifications post-traductionnelles des histones et la méthylation de l’ADN. Ces modifications épigénétiques sont certainement responsables de l’augmentation d’expression protéique du BDNF observée dans l’hippocampe, et plus particulièrement dans le gyrus denté, après 3 semaines de consommation chronique d’éthanol en libre choix. L’accroissement de l’expression du BDNF induit une stimulation des voies de la signalisation intracellulaire dépendantes de l’activation du récepteur TrkB du BDNF, et une augmentation de la neurogenèse du gyrus denté. Les effets de l’antagoniste spécifique du récepteur TrkB, ANA 12, démontrent que l’augmentation de la neurogenèse observée chez les souris C57BL/6J après la prise chronique d’éthanol, est sous le contrôle unique du complexe BDNF/TrkB. L’analyse comportementale des souris C57BL/6J ayant consommé de l’éthanol, montre une détérioration des capacités d’apprentissage et de mémoire sans modification de la plasticité synaptique dans l’hippocampe, suggérant ainsi que d’autres mécanismes sont impliqués dans ces déficits cognitifs. L’ensemble de ces données apporte de nouveaux éléments de compréhension concernant la stimulation de la neurogenèse hippocampique chez les souris C57BL/6J lors d’une consommation chronique en libre choix d’éthanol. Il est probable que cette apparente augmentation de plasticité soit un mécanisme adaptatif et compensatoire à la détérioration des fonctions cognitives induite par une consommation chronique d’alcool. / Chronic and excessive ethanol consumption triggers neurobiological adaptations within the central nervous system, which are responsible for the development of an addiction. Ethanol induces adaptive mechanisms linked to epigenetic regulations leading to functional and structural changes, and also provokes a neurodegeneration responsible for the cognitive deficits observed in alcohol abusers. Among the different animal models available for studying the effects of chronic ethanol consumption, C57BL/6J mice are among the most relevant. These mice display high ethanol preference, making them a good model for studying the consequences of chronic and free-choice ethanol consumption. The purpose of this work was to study the links between epigenetic mechanisms and hippocampal neuroplasticity and to evaluate the behavioural consequences induced by chronic ethanol consumption in C57BL/6J mice. We showed that, in the hippocampus, chronic ethanol consumption induced global epigenetic modulations that were correlated with chromatin remodelling at the BDNF gene level. These effects involved post-translational histone modifications and DNA methylation. Epigenetic changes at the BDNF gene level probably allowed the increase in BDNF protein expression observed within the hippocampal dentate gyrus in mice having consumed ethanol for 3 weeks. Upregulation of BDNF expression was linked to both the stimulation of intracellular cascades downstream BDNF/TrkB receptor activation, and the increase in neurogenesis within the dentate gyrus. Using a specific TrkB receptor antagonist, ANA-12, we demonstrated that the hippocampal neurogenesis induced by chronic ethanol intake was under the control of BDNF. Behavioural analysis evidenced learning and memory impairments after ethanol consumption without synaptic plasticity alteration within the hippocampus, suggesting the involvement of other mechanisms in the cognitive deficits. Altogether, these data bring new elements for understanding the hippocampal neurogenesis stimulation observed under chronic and voluntary ethanol consumption in C57BL/6J mice. Moreover, this apparent increase in plasticity might probably be considered as an adaptive and compensatory mechanism in response to the cognitive deficits induced by ethanol consumption.

Il y a de plus en plus de preuves que les animaux diffèrent de façon constante dans leur tendance à se servir de l’information sociale et de l’information personnelle, et ces différences interindividuelles sont corrélées avec des traits de personnalité tels que l’hardiesse et l’exploration. Le lien entre la personnalité et l’utilisation d’information sociale serait attribué au fait que les performances cognitives des individus affectent non seulement leur personnalité, mais aussi leur habileté à acquérir de l’information personnelle fiable. La présente étude cherchait à déterminer si les femelles diamant mandarin qui ont tendance à se fier à l’information sociale dans des contextes de choix de partenaire et d’alimentation démontrent également un niveau de contrôle de soi plus faible, une mesure que nous avons utilisée pour évaluer leur capacité à discriminer entre deux alternatives. Nous avons observé que les femelles plus impulsives ont une plus grande tendance à se servir de l’information sociale que celles qui démontrent un degré de contrôle de soi plus élevé. Ainsi, nos résultats suggèrent fortement que les différences individuelles dans les capacités cognitives auraient contribué à l'émergence et au maintien des personnalités animales. / There is increasing evidence that animals differ consistently in their tendency to weight social and personal information and these inter-individual differences have been found to correlate with personality traits, such as boldness or exploratory tendency. One reason that could explain the relationship between personality and social information use is that cognitive capacities of individuals affect both their personality and their ability to acquire reliable personal information. Our study aimed to determine if female zebra finches that relied on social information in a mating and a foraging context also demonstrated a low level of self-control, used as a measure of their ability to discriminate accurately among alternatives. Supporting our expectations, we found that the most impulsive females consistently relied on social information to a greater extent than those that demonstrated higher levels of self control. Thus, our findings strongly suggest that individual differences in cognitive abilities have contributed to the emergence and maintenance of animal personalities.

Les avancées scientifiques sont de plus en plus dépendantes de l’évolution des technologies et des approches expérimentales. Dans la continuité des travaux initiés par Fagot, nous avons développé un nouveau dispositif expérimental permettant l’étude des capacités cognitives de singes vivant en groupes sociaux. Cet outil est automatisé, portable, muni d’un système d’apprentissage autonome, et il permet aux singes de réaliser plusieurs tâches cognitives en parallèle. Ce design expérimental nous a permis, pour la première fois, d’étudier l’évolution conjointe de différentes fonctions cognitives sur une échelle de temps réduite. Nos résultats révèlent un apprentissage des tâches rapide par les sujets qui présentent en outre des performances élevées et stables dans le temps. Ces travaux ouvrent ainsi des perspectives prometteuses à travers une utilisation de cet outil dans le cadre d’études i) sur les bases sous-jacentes à des processus cérébraux complexes, ii) sur les liens entre différentes fonctions cognitives, ou encore iii) pharmaceutiques, testant les l’effets de molécules sur une ou plusieurs fonctions cognitives simultanément. / Scientific advances are increasingly dependent on the evolution of both technologies and experimental approaches. Following on from Fagot's research, we developed a new experimental device to study cognitive abilities in nonhuman primates living in social groups. This tool is automated, portable, equipped with an autonomous self-learning system, and it allows the subjects to perform several complex cognitive tasks concurrently. This experimental design allowed us, for the first time, to study the co-evolution of different cognitive functions on a small time scale. Our results reveal the subjects learned the tasks rules rapidly and additionally they archieved high and stable performances over time. This developmental work thus opens up new investigation prospects in cognition for studies interested in i) the underlying bases of cerebral complex processes, ii) the links between several cognitive functions, or iii) testing the effects of drugs on one or more cognitive functions concurrently.

Il y a de plus en plus de preuves que les animaux diffèrent de façon constante dans leur tendance à se servir de l’information sociale et de l’information personnelle, et ces différences interindividuelles sont corrélées avec des traits de personnalité tels que l’hardiesse et l’exploration. Le lien entre la personnalité et l’utilisation d’information sociale serait attribué au fait que les performances cognitives des individus affectent non seulement leur personnalité, mais aussi leur habileté à acquérir de l’information personnelle fiable. La présente étude cherchait à déterminer si les femelles diamant mandarin qui ont tendance à se fier à l’information sociale dans des contextes de choix de partenaire et d’alimentation démontrent également un niveau de contrôle de soi plus faible, une mesure que nous avons utilisée pour évaluer leur capacité à discriminer entre deux alternatives. Nous avons observé que les femelles plus impulsives ont une plus grande tendance à se servir de l’information sociale que celles qui démontrent un degré de contrôle de soi plus élevé. Ainsi, nos résultats suggèrent fortement que les différences individuelles dans les capacités cognitives auraient contribué à l'émergence et au maintien des personnalités animales. / There is increasing evidence that animals differ consistently in their tendency to weight social and personal information and these inter-individual differences have been found to correlate with personality traits, such as boldness or exploratory tendency. One reason that could explain the relationship between personality and social information use is that cognitive capacities of individuals affect both their personality and their ability to acquire reliable personal information. Our study aimed to determine if female zebra finches that relied on social information in a mating and a foraging context also demonstrated a low level of self-control, used as a measure of their ability to discriminate accurately among alternatives. Supporting our expectations, we found that the most impulsive females consistently relied on social information to a greater extent than those that demonstrated higher levels of self control. Thus, our findings strongly suggest that individual differences in cognitive abilities have contributed to the emergence and maintenance of animal personalities.

Les individus diffèrent les uns des autres dans leur manière générale de se comporter au fil du temps et entre les contextes, ainsi que dans leur habileté à ajuster leurs comportements lorsqu’un changement environnemental survient. Encore aujourd’hui, les causes proximales et ultimes de ces différences ne sont pas bien comprises. Certains défendent que différents compromis de risque liant les types comportementaux rapide/proactif-lent/réactif aux styles cognitifs rapide/inflexible-exact/flexible pourraient en partie expliquer le maintien de ces différences. Toutefois, il semble y avoir des écarts dans la littérature quant à l’existence et la nature d’un tel compromis vitesse-exactitude. Une explication serait que ce genre de relations entre la personnalité et la cognition peuvent être modérées par différents facteurs. Ici, nous explorons la possibilité que l’impulsivité d’action, l’impulsivité de choix et l’incertitude attendue interagissent sur les performances d’apprentissage et de renversement de l’apprentissage chez l’humain. Pour évaluer leur impulsivité, les participants devaient remplir le questionnaire d’impulsivité de Barratt et effectuer une tâche de signal de stop ainsi qu’une tâche de dévaluation temporelle expérientielle. Puis, leurs performances d’apprentissage et de renversement de l’apprentissage ont été mesurées avec une nouvelle tâche de renversement de l’apprentissage, sous différents niveaux d’incertitude attendue. Les résultats démontrent que les patrons de performances d’apprentissage et de renversement de l’apprentissage associés à l’impulsivité d’action dépendent de l’incertitude attendue et de l’impulsivité de choix. Ils appuient également l’idée que l’impulsivité ne serait pas inadaptée per se, ce qui pourrait en partie expliquer le maintien des différences interindividuelles d’impulsivité et de flexibilité. / Individuals differ in how they each generally behave across time and contexts, as well as in their ability to acquire new information, and flexibly adjust their behavioral responses when a change in contingencies occurs. Still today, the proximal and ultimate causes of these differences are not well understood. In recent years, some advocate that divergent risk-reward trade-offs linking fast/proactive-slow/reactive behavioral types to fast/inflexible-accurate/flexible cognitive styles could partly explain the maintenance of these differences. However, it seems that there is a discrepancy in the literature about the existence and nature of such a speed-accuracy trade-off. One explanation could be that the link between personality and cognition is moderated by different factors. Thus, we propose here an exploratory study on how impulsive actions, impulsive choices, and expected uncertainty may interact altogether on learning and reversal learning performances in humans. To assess their impulsivity, participants had to fill out the Barratt impulsiveness scale questionnaire and to complete both a stop signal task and an experiential discounting task. Then, their learning and reversal learning performances were measured in a new reversal learning task, under different levels of reinforcer uncertainty. Results show that learning and reversal learning performances patterns linked to action impulsivity depend on expected uncertainty and choice impulsivity. In addition, they also support the idea that these dimensions of impulsivity are not maladaptive per se, which may provide another line of explanation for the maintenance of variation in impulsivities and flexibility.