Dans ce travail, nous avons développé le modèle de rat ayant subi une lésion néonatale de l'hippocampe ventral (rat LNHV), un outil reconnu pour l'étude de la schizophrénie. <br />Nous avons validé l'utilisation de l'imagerie anatomique (IRM) comme outil permettant une détection fiable et précoce (avant la puberté) de la taille et la cible des lésions, pour remplacer l'évaluation post mortem.<br />Au niveau comportemental, nous avons montré que le nombre des anomalies qui sont associées à des troubles de la transmission dopaminergique augmente du stade juvénile à l'âge adulte chez les animaux LNHV. <br />Au niveau neurochimique, nous avons montré que les animaux LNHV présentent des altérations des efflux de dopamine au niveau mésocorticolimbique (noyau accumbens et cortex préfrontal) qui n'apparaissent qu'après la puberté. <br />Nos résultats confirment l'implication majeure de la dopamine dans la physiopathologie de la schizophrénie et soulignent l'importance des facteurs qui pourraient précipiter l'émergence de la maladie au moment de l'adolescence.

Il y a longtemps qu’on a attribué à l’hippocampe un rôle central dans la mémoire, mais ce n’est pas son unique rôle. Un nombre grandissant d’études attestent que l’hippocampe peut être séparé en deux régions, dorsale et ventrale, qui sont fonctionnellement différentes. La partie dorsale de l’hippocampe est responsable du rôle classique dans la mémoire spatiale et contextuelle, alors que la région ventrale de l’hippocampe est importante dans l’expression de l’anxiété et de la motivation, entre autres. Les projections des noyaux du raphé, l’unique source d’afférences sérotoninergiques de l’hippocampe, auraient un rôle régulateur sur ses fonctions, dont le comportement anxieux. Toutefois, les fonctions de la projection sérotoninergique raphé-hippocampe ventral ne sont pas entièrement caractérisées et les différents rôles des sous-populations de neurones sérotoninergiques au sein même de la projection raphé-hippocampe ventral sont peu connus. Dans ce projet de recherche, nous avons utilisé des tests comportementaux et des outils optogénétiques, afin de déterminer le rôle de la projection sérotoninergique raphé-hippocampe ventral dans le comportement d’aversion. Notre hypothèse est que la sérotonine régule l’anxiété en agissant sur l’hippocampe ventral via cette projection. Nous démontrons entre autres que l’activation de la projection sérotoninergique raphé-hippocampe ventral induit une hausse de l’anxiété, mais spécifiquement chez les femelles. Nous démontrons aussi que l’activation de la projection réduit la locomotion. Nos données offrent un nouveau point de vue sur le rôle du raphé médian dans l’anxiété ainsi que sur l’importance du sexe dans l’expression du comportement anxieux. / It has been known for a long time that the hippocampus has a central role in memory, but it isn’t its sole function. A growing number of studies are showing that the hippocampus can be split in two regions, dorsal and ventral, that are functionally different. The dorsal part is responsible for the classic and well-known role of the hippocampus in spatial and contextual memory, while the ventral region is important for the expression of anxiety and motivation, among other roles. The only serotonergic input of the hippocampus are the raphe nuclei and it has been suggested that it has a regulatory effect over its functions, such as anxiety. Nonetheless, the functions of the raphe-ventral hippocampus serotonergic projection are not fully characterized and sub-populations of serotonergic neurons inside the projection itself aren’t known. In this research project, we used behavioral tests and optogenetic tools to determine whether the raphe to ventral hippocampus serotonergic projection is able to influence aversive behaviors. Our hypothesis is that serotonin regulates anxiety through its influence on the ventral hippocampus via the raphe-ventral hippocampus serotonergic projection. We found that optogenetic activation of the projection induces heightened anxiety, but only in female mice. Our data offer new insight as to how the median raphe regulates anxiety and the importance of sex in the expression of anxiety.

Les troubles anxieux comptent parmi les troubles psychiatriques les plus courants dans le monde, les femmes étant presque deux fois plus susceptibles que les hommes de recevoir un diagnostic de trouble d’anxiété au cours de leur vie. Les neurones sérotoninergiques (5-HT) du raphé médian sont fortement impliqués dans la régulation de l’humeur et de l’anxiété, mais les substrats neuronaux sous-tendant les différences liées au sexe dans l’anxiété sont encore largement méconnus. L'hippocampe ventral (HPv), une région qui a été décrite comme un modulateur majeur de l'anxiété, entre autres grâce à ses communications oscillatoires avec d'autres zones cérébrales, reçoit des afférences denses de 5-HT des noyaux du raphé. Des résultats préliminaires obtenus par notre laboratoire montrent que l’activation optogénétique des neurones 5-HT du raphé qui projettent à l’HPv influence le niveau d’anxiété des souris femelles, mais pas des mâles. En se basant sur ces résultats, l’objectif de mon projet est d’explorer les causes de ce dimorphisme sexuel de la voie raphé-HPv dans l’anxiété. J’analyserai l’expression du marqueur d’activation c-Fos après un test d’anxiété, avec ou sans activation optogénétique de la voie 5-HT raphé-HPv. Notre hypothèse est qu’il existe une différence mâle-femelle dans l’excitabilité des neurones 5-HT projetant à l’HPv. Les résultats obtenus permettront de mettre en lumière i) l’expression de c-Fos dans les neurones 5-HT qui projettent à l’HPv en conditions basales (eYFP) chez les mâles et femelles et ii) la différence dans l’expression de c-Fos après activation optogénétique de notre population d’intérêt chez les mâles et femelles. Nous démontrons que l’activation optogénétique de la voie 5-HT du raphé projetant à l’HPv augmente les comportements anxieux, seulement pour les souris femelles. Nous démontrons aussi que l’activation de cette projection diminue l’activité locomotrice. Par ailleurs, les comportements anxieux semblent activer différemment les sous-régions du raphé en fonction du sexe. Ce travail contribue à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents au rôle de la voie 5-HT du raphé projetant à l’HPv dans la modulation différentielle des comportements d’anxiété selon le sexe. / Anxiety disorders rank among the most common psychiatric conditions worldwide, with women being nearly twice as likely as men to receive a diagnosis of an anxiety disorder during their lifetime. Serotonergic neurons (5-HT) in the median raphe are heavily involved in regulating mood and anxiety, but the neuronal substrates underlying sex-related differences in anxiety are still largely unknown. The ventral hippocampus (vHP), a region described as a major modulator of anxiety, including through oscillatory communication with other brain areas, receives dense inputs of 5-HT from the raphe nuclei. Preliminary results from our laboratory indicate that optogenetic activation of 5-HT neurons projecting to the vHP influences the level of anxiety in female mice but not in males. Building upon these findings, the aim of my project is to explore the causes of this sexual dimorphism in the raphe-vHP pathway related to anxiety. I will analyze the expression of the c-Fos activation marker after an anxiety test, with or without optogenetic activation of the raphe-vHP 5-HT pathway. Our hypothesis is that there is a male-female difference in the excitability of 5-HT neurons projecting to the vHP. The results obtained will shed light on i) c-Fos expression in 5-HT neurons projecting to the vHP under baseline conditions (eYFP) in males and females, and ii) the difference in c-Fos expression after optogenetic activation of our population of interest in males and females. We demonstrate that optogenetic activation of the raphe-vHP 5-HT pathway increases anxiety behaviors, only in female mice. We also show that activation of this projection decreases locomotor activity. Furthermore, anxiety behaviors appear to activate different subregions of the raphe depending on sex. This work contributes to a better understanding of the underlying mechanisms of the role of the raphe-vHP 5-HT pathway in the differential modulation of anxiety behaviors based on sex.

Ce travail de thèse avait pour objectif d’étudier le rôle de l’hippocampe (HPC) ventral et des noyaux reuniens (Re) et rhomboïde (Rh) du thalamus dans les processus cognitifs qui sous-tendent la mémoire spatiale chez le Rat. Par l’utilisation d’approches complémentaires combinant l’imagerie cérébrale, la lésion excitotoxique, l’inactivation fonctionnelle réversible et des évaluations comportementales, nos résultats ont mis en évidence : (1) l’implication spécifique de l’HPC ventral uniquement dans le rappel d’informations spatiales ; (2) un rôle-clé des noyaux Re et Rh dans la persistance d’un souvenir spatial ; (3) l’implication des noyaux Re et Rh dans le labyrinthe du double-H, un nouveau test nécessitant d’une part, l’utilisation d’informations spatiales dépendant de l’intégrité de l’HPC dorsal, et d’autre part, une flexibilité comportementale, impliquant le cortex préfrontal médian. Ainsi, l’ensemble de ces résultats permet de proposer l’existence d’un circuit HPC-préfronto-thalamique impliqué dans divers aspects du traitement des informations spatiales. / The main objective of this thesis was to investigate the role of the ventral hippocampus (HPC) and the reuniens (Re) and rhomboid (Rh) thalamic nuclei in the cognitive processes underlying spatial memory in the Rat. If our results first confirmed, in the Morris water maze, the role of the dorsal HPC in the acquisition and retrieval of a spatial reference memory, we demonstrated the specific involvement of the ventral HPC only in the recall of spatial information. In addition, by using complementary approaches combining brain imaging, excitotoxic lesion and reversible functional inactivation, we were able to show for the first time a key role for the Re and Rh in the persistence of a spatial memory (25 days). Finally, the third set of experiments has highlighted the involvement of the Re and Rh in a mnemonic task performed in a new test, the double-H maze, which requires the use of spatial information depending on the integrity of the dorsal HPC, and a behavioral flexibility, involving the medial prefrontal cortex. Thus, taken together, these results suggest the involvement of a HPC-prefronto-thalamic network in various aspects of spatial information processing.

Ce travail de thèse avait pour objectif d'étudier le rôle de l'hippocampe (HPC) ventral et des noyaux reuniens (Re) et rhomboïde (Rh) du thalamus dans les processus cognitifs qui sous-tendent la mémoire spatiale chez le Rat. Par l'utilisation d'approches complémentaires combinant l'imagerie cérébrale, la lésion excitotoxique, l'inactivation fonctionnelle réversible et des évaluations comportementales, nos résultats ont mis en évidence : (1) l'implication spécifique de l'HPC ventral uniquement dans le rappel d'informations spatiales ; (2) un rôle-clé des noyaux Re et Rh dans la persistance d'un souvenir spatial ; (3) l'implication des noyaux Re et Rh dans le labyrinthe du double-H, un nouveau test nécessitant d'une part, l'utilisation d'informations spatiales dépendant de l'intégrité de l'HPC dorsal, et d'autre part, une flexibilité comportementale, impliquant le cortex préfrontal médian. Ainsi, l'ensemble de ces résultats permet de proposer l'existence d'un circuit HPC-préfronto-thalamique impliqué dans divers aspects du traitement des informations spatiales.