La plasticité synaptique est une propriété indispensable à l’acquisition de la mémoire chez toutes les espèces étudiées, des invertébrés aux primates. La formation d’une mémoire débute par une phase de plasticité qui inclut une restructuration synaptique ; ensuite elle se poursuit par la consolidation de ces modifications, contribuant à la mémoire à long terme. Certaines mémoires redeviennent malléables lorsqu’elles sont rappelées. La trace mnésique entre alors dans une nouvelle de phase de plasticité, au cours de laquelle certaines composantes de la mémoire peuvent être mises à jour, puis reconsolidées. L’objectif de la présente thèse est d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sont activés lors du rappel d’une mémoire. Nous avons utilisé un modèle de conditionnement Pavlovien, combiné à l’administration d’agents pharmacologiques et à l’analyse quantitative de marqueurs de plasticité synaptique, afin d’étudier la dynamique de la mémoire de peur auditive chez des rats Sprague Dawley. La circuiterie neuronale et les mécanismes associatifs impliqués dans la neurobiologie de cette mémoire sont bien caractérisés, en particulier le rôle des récepteurs glutamatergiques de type NMDA et AMPA dans la plasticité synaptique et la consolidation. Nos résultats démontrent que le retour de la trace mnésique à un état de labilité nécessite l’activation des récepteurs NMDA dans l’amygdale baso-latérale à l’instant même du rappel, alors que les récepteurs AMPA sont requis pour l’expression comportementale de la réponse de peur conditionnée. D’autre part, les résultats identifient le rappel comme une phase bien plus dynamique que présumée, et suggèrent que l’expression de la peur conditionnée mette en jeu la régulation du trafic des récepteurs AMPA par les récepteurs NMDA. Le présent travail espère contribuer à la compréhension de la neurobiologie fondamentale de la mémoire. De plus, il propose une intégration des résultats aux modèles animaux d’étude des troubles psychologiques conséquents aux mémoires traumatiques chez l’humain, tels que les phobies et les syndromes de stress post-traumatiques. / Synaptic plasticity is necessary for the acquisition of memory in all studied species, from invertebrates to primates. Memory formation starts with a phase of plasticity that entails synaptic remodeling ; then follows the consolidation of these modifications, which contributes to long-term memory. Some memories return to a malleable state upon retrieval. Consequently, the memory trace enters a new phase of plasticity, during which some memory components are eventually updated, then reconsolidated. The aim of the present thesis was to study the cellular and molecular mechanisms that are engaged during memory retrieval. We used a model of Pavlovian conditioning in Sprague Dawley rats, combined to pharmacological manipulations and quantitative analysis of synaptic plasticity markers, in order to study the dynamics of auditory fear memory. The neuronal circuitry and the associative mechanisms involved in the neurobiology of this memory are well characterized, in particular the role of NMDA and AMPA glutamatergic receptors in synaptic plasticity and consolidation. Our results show that the return of the memory trace to lability requires activation of NMDA receptors in the basolateral amygdala during retrieval, whereas AMPA receptors are necessary for the behavioral expression of the conditioned fear response. Furthermore, the data identify retrieval as being much more dynamic than recognized, and suggest that conditioned fear expression involves NMDA receptor-dependent regulation of AMPA receptors’ trafficking. The present work attempts to advance our understanding of the fundamental neurobiology of memory. In addition, it offers an integrative view of the data with regards to animal modeling of human clinical issues related to traumatic memories, like phobias and post-traumatic stress disorders.

La plasticité synaptique est une propriété indispensable à l’acquisition de la mémoire chez toutes les espèces étudiées, des invertébrés aux primates. La formation d’une mémoire débute par une phase de plasticité qui inclut une restructuration synaptique ; ensuite elle se poursuit par la consolidation de ces modifications, contribuant à la mémoire à long terme. Certaines mémoires redeviennent malléables lorsqu’elles sont rappelées. La trace mnésique entre alors dans une nouvelle de phase de plasticité, au cours de laquelle certaines composantes de la mémoire peuvent être mises à jour, puis reconsolidées. L’objectif de la présente thèse est d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sont activés lors du rappel d’une mémoire. Nous avons utilisé un modèle de conditionnement Pavlovien, combiné à l’administration d’agents pharmacologiques et à l’analyse quantitative de marqueurs de plasticité synaptique, afin d’étudier la dynamique de la mémoire de peur auditive chez des rats Sprague Dawley. La circuiterie neuronale et les mécanismes associatifs impliqués dans la neurobiologie de cette mémoire sont bien caractérisés, en particulier le rôle des récepteurs glutamatergiques de type NMDA et AMPA dans la plasticité synaptique et la consolidation. Nos résultats démontrent que le retour de la trace mnésique à un état de labilité nécessite l’activation des récepteurs NMDA dans l’amygdale baso-latérale à l’instant même du rappel, alors que les récepteurs AMPA sont requis pour l’expression comportementale de la réponse de peur conditionnée. D’autre part, les résultats identifient le rappel comme une phase bien plus dynamique que présumée, et suggèrent que l’expression de la peur conditionnée mette en jeu la régulation du trafic des récepteurs AMPA par les récepteurs NMDA. Le présent travail espère contribuer à la compréhension de la neurobiologie fondamentale de la mémoire. De plus, il propose une intégration des résultats aux modèles animaux d’étude des troubles psychologiques conséquents aux mémoires traumatiques chez l’humain, tels que les phobies et les syndromes de stress post-traumatiques. / Synaptic plasticity is necessary for the acquisition of memory in all studied species, from invertebrates to primates. Memory formation starts with a phase of plasticity that entails synaptic remodeling ; then follows the consolidation of these modifications, which contributes to long-term memory. Some memories return to a malleable state upon retrieval. Consequently, the memory trace enters a new phase of plasticity, during which some memory components are eventually updated, then reconsolidated. The aim of the present thesis was to study the cellular and molecular mechanisms that are engaged during memory retrieval. We used a model of Pavlovian conditioning in Sprague Dawley rats, combined to pharmacological manipulations and quantitative analysis of synaptic plasticity markers, in order to study the dynamics of auditory fear memory. The neuronal circuitry and the associative mechanisms involved in the neurobiology of this memory are well characterized, in particular the role of NMDA and AMPA glutamatergic receptors in synaptic plasticity and consolidation. Our results show that the return of the memory trace to lability requires activation of NMDA receptors in the basolateral amygdala during retrieval, whereas AMPA receptors are necessary for the behavioral expression of the conditioned fear response. Furthermore, the data identify retrieval as being much more dynamic than recognized, and suggest that conditioned fear expression involves NMDA receptor-dependent regulation of AMPA receptors’ trafficking. The present work attempts to advance our understanding of the fundamental neurobiology of memory. In addition, it offers an integrative view of the data with regards to animal modeling of human clinical issues related to traumatic memories, like phobias and post-traumatic stress disorders.

L'objectif de ce projet est l’étude de la plasticité des circuits corticaux dans le contexte de l'apprentissage des souris « sauvages » et modèles du syndrome de l’X fragile. Des études sur l'efficacité de la combinaison d'enregistrement des potentiels de champ locaux extracellulaires avec la stimulation laser UV (LSPS) pour cartographier les réseaux ont été réalisées. Nous avons trouvé des enregistrements de champs extracellulaires qui pourraient être utilisés pour détecter les réponses synaptiques évoquées par LSPS. Nos résultats indiquent une méthode alternative pour obtenir des cartes complètes de réseaux intracorticaux excitateurs. Ensuite, nous avons développé un paradigme d'apprentissage associatif sensoriel et étudié ses effets sur les réseaux intracorticaux excitateurs du cortex baril. Ex vivo un affaiblissement des projections excitatrices entre les couches 4 et 2/3 qui dans les colonnes de vibrisses C a été observée. Enfin, nous avons utilisé ces mêmes approches dans une souris modèle du syndrome de l'X fragile (FXS). Pour étudier les liens entre les déficits sensoriels, l'apprentissage associatif et les altérations fonctionnelles des réseaux sensoriels, nous avons utilisé un modèle de souris mutantes dans lequel la pathologie FXS était ciblée sur la couche 4 du cortex somatosensoriel. Il a été constaté que les souris WT présentaient une dépression similaire, alors qu'elle était absente FXS. En conclusion, les études sur les mutants sensoriels de type sauvage ont mis en lumière les conséquences de l'apprentissage sur les réseaux corticaux sensoriels et les liens entre la plasticité des réseaux corticaux sensoriels et les capacités cognitives. / The aim of this project is to study the plasticity of the cortical circuits in the context of the learning of wild type mice and models of Fragile X Syndrome. First, investigations into the efficacy of recording combination of extracellular local field potentials with UV laser stimulation (LSPS) to map networks were performed. We found extracellular field records could be used to detect the synaptic responses evoked by LSPS. Our results indicate an alternative method for obtaining complete maps of excitatory intracortical networks. Next, we developed a sensory associative learning paradigm and studied its effects on excitatory intracortical networks the barrel cortex. Ex vivo a weakening of the excitatory projections between layers 4 and 2/3 which in the columns of vibrissae C was observed and declined function of the speed of the behavioural response. Finally, we used these same approaches in a Fragile X Syndrome (FXS) model mouse. To study the links between sensory deficits, associative learning, and functional alterations of sensory networks, we used a model of mutant mice in which the FXS pathology was targeted to the layer 4 of the somatosensory cortex. Our hypotheses were that behavioural conditioning would change the cortical sensory circuits of the FXS sensory mutant and that the abnormal plasticity of these circuits would in turn affect the performance. It was found the WT mice exhibited a similar depression, whereas it was absent FXS. In conclusion, wild type mouse and FXS sensory mutant studies shed light on the consequences of learning on sensory cortical networks and on the links between plasticity of sensory cortical networks and cognitive abilities.

Este estudio presenta los resultados de una investigación que examina la efectividad del enfoque léxico como forma de instrucción explícita sobre la adquisición de la competencia léxica en aprendices de español como lengua extranjera. El estudio esta guiado por dos preguntas de investigación. La primera pregunta de investigación (PI 1) examina el impacto del enfoque léxico sobre la adquisición de la competencia léxica. La segunda pregunta de investigación (PI 2) examina si la efectividad del enfoque léxico en el grupo de alumnos examinados viene condicionada por las creencias de los participantes acerca de las estrategias empleadas en dicho método. La aplicación del enfoque léxico se basó en una propuesta pedagógica consistente en una unidad didáctica de creación propia. Se analizaron los datos obtenidos tanto de forma cuantitativa como cualitativa. Los resultados confirmaron empíricamente la validez del enfoque léxico como principio metodológico para adquirir la competencia léxica. Del mismo modo, se encontró una relación entre las creencias de los participantes y las estrategias de aprendizaje empleadas. / This paper reports the results of a study that examined the effectiveness of the lexical approach as a form of explicit instruction in relation to the acquisition of lexical competence in learners of Spanish as a foreign language. The study was guided by two research questions. The first question aimed to examine the impact of the lexical approach with regard to the lexical competence. The second question asked whether the effectiveness of the lexical approach was conditioned by the learner’s beliefs regarding the learning strategies inherent to the lexical approach. The lexical approach was applied by means of a lesson plan based on a self-created design. The data obtained was analyzed both quantitatively and qualitatively. The results obtained empirically confirm the validity of the lexical approach as a methodological principle suitable for the teaching of lexical competence. Similarly, a relationship was found between the learner’s beliefs and the learning strategies they employed.

La capacité des organismes à survivre dans un environnement changeant dépendlargement de leur aptitude à prendre des décisions adaptées. Cette fonction complexerésulte notamment de l’intégration de processus de prédiction et de contrôle de l’action,classiquement étudiés dans le corpus théorique et méthodologique des apprentissagesassociatifs. Les bases neurobiologiques de ces processus sont largement distribués au seinde circuits au sein desquels le cortex préfrontal et son afférence principale, le thalamusmédiodorsal (MD) jouent un rôle important. Dans ce contexte, le travail entrepris au coursde ce travail de thèse visait à déterminer le rôle fonctionnel des échanges entre ces deuxstructures dans le cadre de la prise de décision.Une première partie de ce travail a visé à confirmer le rôle spécifique du MD dans lesprocessus de prise de décision. Par l’utilisation d’un protocole expérimental nécessitantl’intégration des contingences instrumentales et Pavloviennes pour obtenir unerécompense, nous avons démontré que des rats porteurs d’une lésion du MD n’étaient pascapables d’adapter leur comportement en fonction des changements de valeur de larécompense, confirmant ainsi le rôle fondamental du MD dans la représentation du but.Surla base de ce résultat, nous avons ensuite entrepris une étude d’anatomie descriptive visantà caractériser finement l’architecture des projections thalamocorticales issues du MD. Cetteétude nous a permis de démontrer que de multiples voies thalamocorticales issues du MDtrouvent leur origine dans des populations neuronales thalamiques essentiellementségrégées mais également que la région orbitofrontale était innervée par une régionthalamique méconnue, le thalamus submédian. Pour éprouver les fonctions de cesdifférentes voies, nous avons d’abord mis en place une stratégie d’inactivation réversible depopulations neuronales sélectionnées sur la base de leurs projections spécifiques par uneméthode pharmacogénétique conditionnelle. L’utilisation de cette méthode nous a permisde révéler que la capacité de l’animal à se représenter la valeur ou la relation actionrécompensedépend de la direction des échanges entre le MD et le cortex préfrontalmédian. Par ailleurs, une approche lésionnelle comparée plus classique nous a permisd’identifier un rôle fonctionnel spécifique du thalamus submédian dans la mise à jour descontingences Pavloviennes.12Pris dans leur ensemble, ces résultats sont en accord avec l’idée que des bouclesthalamocorticales distinctes sont impliquées dans les processus de prédiction et de contrôlede l’action nécessaires à une prise de décision adaptée. / Survival of living organisms depends on the ability to make decision adapted to theircurrent needs and desires. Such an ability results from the integration of multiple basiccognitive processes such as events prediction and action control. These processes are bestinvestigated within the framework of associative learning. Past research has demonstratedthat these processes are supported by a widespread neuronal circuit, in which the prefrontalcortex and his major afferent structure, the mediodorsal thalamus (MD), play a central role.In this context, this thesis work aimed at investigating the functional role of the exchangesbetween these two structures in decision making.In a first part of this work, we assessed the role of the MD in prediction and control.We showed that MD lesioned rats are unable to adapt their behavior to a change in rewardvalue, in an experimental procedure asking the integration of instrumental and Pavloviancontingencies. This result confirmed the fundamental role of MD in goal representation. As asecond step, we performed an anatomical study in order to characterize the architecture ofthe thalamocortical pathways arising from the MD. We first showed that multiplethalamocortical pathways originate from segregated neuronal populations within the MD.We also discovered a poorly known thalamic structure innervating the orbitofrontal cortex,the submedius nuclei. In order to understand the functional role of these pathways, we useda conditional chemogenetic technique aimed at inactivating neuronal populations selectedon the basis of their projections. Using this technique, we showed that the animal’s abilitiesto represent either the value or the action-reward relationship depend on the directionalityof MD and prefrontal cortex exchanges. Finally, we identified a specific role for thesubmedius nuclei in updating Pavlovian contingencies, by using a more classical lesioningapproach.Taken together, these results support the idea that decision making involved severalthalamocortical loops, differentially supporting prediction and action control.

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S’approvisionner en nourriture est essentiel à la survie et au succès reproducteur. Lorsque les animaux font face à des changements environnementaux brutaux, ils doivent s’ajuster rapidement à leur nouvel environnement et parfois même innover dans leur façon de s’approvisionner. Des processus comportementaux et cognitifs, tels que l’innovation et l’apprentissage, permettent aux animaux d'intégrer de nouveaux comportements à leur répertoire comportemental afin de s'adapter de façon optimale. Les performances cognitives varient entre les individus d’une même population et bien que des études récentes se soient intéressées aux causes de ce phénomène, de convaincantes évidences sont manquantes afin d’expliquer pourquoi ces variations sont maintenues. Au cours de ce mémoire, les questions des pressions de sélection s'exerçant sur les performances d’alimentation par une tâche motrice nouvelle sont abordées afin de mieux comprendre l'évolution des capacités cognitives au sein d'une population captive de diamants mandarins (Taeniopygia guttata). Nous avons tout d'abord testé si les femelles diamants mandarins modifient leurs préférences d'accouplement après avoir observé la performance d'alimentation par une tâche motrice nouvelle des mâles. Afin de déterminer si les femelles sont capables de discriminer entre les mâles sur la base de leur capacité cognitive, nous avons également évalué les performances d’apprentissage de chacune d’elles. En effet, des études ont suggéré qu’il peut être coûteux, spécialement en terme de temps, de discriminer entre des partenaires potentiels sur cette base. La généralisation d’une préférence pour un mâle performant à d’autres mâles possédant le même phénotype permettrait la réduction de ces coûts. Nous avons donc finalement testé si les femelles diamants mandarins peuvent généraliser leur préférence après avoir observé les performances d’alimentation pour une tâche motrice nouvelle d’un mâle. Nos résultats suggèrent que les femelles diamants mandarins ne peuvent évaluer les capacités cognitives d’un mâle par l’intermédiaire de traits indicateurs. Toutefois, nous avons démontré qu’une observation directe des performances d’alimentation d’un mâle guide le choix d’appariement des femelles. Également, nous avons montré que les femelles peuvent généraliser l’apparence du mâle le plus performant et utiliser cette information lors de l’évaluation de nouveaux mâles. La relation entre les performances cognitives et le choix de partenaire pourraient s’expliquer par exemple par une meilleure exploitation de l’habitat, mais nécessite des études plus approfondies. / Successful foraging is essential for survival and reproductive success. When animals face rapidly change due to climate change or anthropogenic habitat destruction, they are force to quickly adjust their behaviour such as foraging. Innovation and learning, two processes related to cognitive functions, are know to allow animals to incorporate novel behaviours into their behavioural repertoires and thus to facilitate optimal responses to environmental change. Cognitive performance vary between and within individuals and although several studies have rencently addressed the causes, convicing evidences for why inter-individual variations in cognitive performance are maintained in a population are still lacking. During my Masters, I investigated different selective pressures acting on foraging performance on a novel motor task to better understand the evolution of cognitive abilities in a captive population of zebra finch (Taeniopygia guttata). Firstly, we investigated whether female zebra finches modify their mating preferences after having observed the foraging performance of males on a novel motor task. We also assessed each bird’s learning performance in a color associative task in order to check whether females could discriminate between the two males based on their learning performance. Discriminating among mates based on their cognitive ability might be very costly for females, especially in terms of time. Therefore, one way to reduce the cost of assessing mate would be to generalize their preferences to any male with the same phenotype as the most efficient observed individual. We finaly investigated whether female zebra finches can generalize their mating preferences after having observed a male’s foraging performance on a novel motor task. Our findings suggest that female zebra finches would be unable to assess male cognitive ability indirectly via morphological traits. However our results demonstrate that direct observation of the males’ performance on a foraging task can guide female mating preferences. We also demonstrates that female zebra finches can generalize the appearance of the male that is the most efficient at solving a motor task and then use this information to assessing new males. The relationship between cognitive performance and mating preference might be mediated throught habitat exploitation for example, but requires further investigation.

本研究以心理興奮性藥物(psychosimulants)引發之行為致敏化作為探討環境與藥物的配對學習如何影響個體長期使用藥物後對藥物的反應。首先於實驗一建立安非他命引發自發活動致敏化基本模式，以及不同的重複注射情境下致敏化的表現，結果顯示經由本實驗操弄注射情境的程序可有效引發在測試箱、飼養籠，和第三處的安非他命致敏化表現，並且致敏化自發活動表現量在測試箱組顯著高於飼養籠組和第三處組。實驗二對致敏化形成歷程中可能與安非他命配對的刺激進行消除，以釐清致敏化形成歷程中連結學習的要素，結果顯示消除程序沒有降低致敏化活動量的效果。實驗三使用中樞注射麩胺酸受體拮抗劑NBQX於依核以影響致敏化的連結學習歷程，結果顯示該操弄可阻斷在飼養籠重複注射安非他命引發的行為致敏化。測試箱組經過該操弄後其致敏化活動量顯著降低但仍有顯著的致敏化活動量表現。實驗四分別破壞前額葉皮質兩處次級區塊以瞭解其在致敏化連結學習歷程中扮演的角色，結果顯示破壞背側前額葉皮質只阻斷在飼養籠注射安非他命所引起的行為致敏化，破壞腹側前額葉皮質只阻斷測試箱組行為致敏化。綜合上述研究結果顯示安非他命引發致敏化的形成深受藥物配對的環境影響而可區分環境相依與環境獨立之行為致敏化，環境相依行為致敏化的行為機制可由場合建立的觀點加以解釋。在依核內之麩胺酸傳導和前額葉皮質次級區塊之功能在兩種行為致敏化上的差異可以反應環境相依和環境獨立行為致敏化的潛在神經機制可能有所不同。 / The present study investigated the neurobehavioral mechanisms of d-amphetamine (AMP) induced behavioral sensitization, with the aim to elucidate the role of associative learning between the context and drug. Experiment 1 compared the sensitization effects of repeated (AMP) conducted in three different contexts by the measurement of locomotion activity. The results showed that behavioral sensitization of locomotion was significantly induced AMP repeatedly injected in each of the contexts. However, the magnitudes of behavioral sensitization were different among those three conditions. The highest degree of sensitized locomotion was observed in the group with repeated AMP conducted in the test box in comparing to the other two groups with drug administration in the home cage and a third place, Experiment 2 was designed to examine the effects of extinction on the injection procedure and the contextual cue on the behavioral sensitization of AMP induced in the test box, the home cage, and a third place. The resu lts clearly indicate all three types of locomotion sensitization were resistant to the manipulation of extinction. Experiment 3 tested the effects of NBQX, a glutamatergic AMPA receptor antagonist, infused into the nucleus accumbens on the establishment of behavioral sensitization of AMP induced in the test box and the home cage. This intra-accumbens NBQX treatment significantly suppressed the formation of behavioral sensitization of AMP induced in the home cage, but not in the test box. Experiment 4 investigated the lesion effects of medial prefrontal cortex (mPFC) on the establishment of behavioral sensitization of AMP induced in the test box and the home cage. Two subareas of the mPFC, dorsal and ventral parts, were lesioned by ibotenic acid. The findings indicated a double dissociation existing in the mPFC subareas for the behavioral sensitization of AMP induced in different contexts. The lesion of ventral mPFC inhibited the formation of behavioral sensitization of AMP induced in the test box, whereas the lesion of dorsal mPFC attenuated the AMP sensitization induced at the home cage. Together, these data suggest that the association of the repeated drug effects pairing to the context is critical for the development of behavioral sensitization. Such sensitization can further be differentiated into the context-depentdent and context-independent forms based on the uniqueness of contextual cue in the environment where drug is administered. Different neural substrates are involved in the establishment of behavioral sensitization of AMP.