Dynamique des phases de mémoire et réseaux neuronaux chez Drosophila melanogaster

Comment les differentes phases de memoire interagissent-elles ? Quels sont les mecanismes moleculaires et cellulaires impliques dans la formation de la memoire consolidee ? Drosophila melanogaster s'avere etre un excellent modele pour l'etude des mecanismes neurologiques de l'apprentissage et de la memoire car, malgre la relative simplicite de son cerveau, elle est capable d'apprentissages varies et performants. Ainsi, un protocole de conditionnement pavlovien associant une odeur a des chocs electriques permet la formation d'une memoire olfactive aversive. Un cycle unique de conditionnement induit la formation d'une memoire labile ne durant que quelques heures, alors que cinq cycles de conditionnement espaces avec un intervalle de repos induisent la formation de la memoire a long terme (MLT). La MLT est une memoire consolidee et dependante d'une synthese proteique de novo. Une autre forme de memoire consolidee, la memoire resistante a l'anesthesie (MRA), est formee apres un cycle ou plusieurs cycles de conditionnement masses. Meme si les mecanismes moleculaires impliques dans la formation des memoires labiles et de la MLT commencent a etre relativement bien caracterises, ceux de la MRA restent largement inconnus a ce jour, peu de mutants pour ce type de memoire ayant ete identifies. Par ailleurs, les relations entre les deux formes de memoire consolidee restaient a definir, certains modeles proposant que ces deux formes de memoire coexistent apres un conditionnement espace, alors que notre equipe a suggere que la MRA et la MLT etaient exclusives. Pendant ma these, j'ai recherche de nouveaux mutants de MRA afin d'essayer de repondre a ces questions. Le criblage apres conditionnement de lignees homozygotes portant un element transposable P(Gal4) a permis d'identifier un nouveau mutant de MRA, memory-gating-defective (megad). Le gene megad code un transporteur aux acides monocarboxyliques, tel que le lactate. Chez la souche sauvage la proteine Megad est exprimee dans le centre de la memoire olfactive, les corps pedoncules (CPs), ou elle pourrait jouer un role dans l'approvisionnement energetique de certains neurones lors de la formation de la MRA. L'inhibition de l'expression de megad uniquement dans les CPs de l'adulte induit un defaut de MRA, indiquant que ce gene joue un role physiologique dans la formation de cette memoire. Au contraire apres un conditionnement espace le mutant megad presente une performance mnesique normale, confirmant l'hypothese proposee au laboratoire selon laquelle la MRA n'est plus detectee apres un conditionnement espace. Pourquoi la MRA est-elle effacee ou bloquee apres un conditionnement espace ? Nous montrons que la formation de la MLT est facilitee chez le mutant megad puisqu'elle se forme apres trois seulement trois cycles de conditionnement espaces, alors qu'il en faut au moins 5 chez la souche sauvage. Ce resultat important suggere que la presence de la MRA controle chez la souche sauvage la formation de la MLT, empechant cette memoire couteuse en energie de se former apres un conditionnement unique. Les roles des CPs ainsi que de certains reseaux neuronaux extrinseques aux CPs dans la memorisation olfactive ont ete bien caracterises ces dernieres annees. Neanmoins, il n'est pas connu comment la trace mnesique sort des CPs lors du rappel mnesique. Dans le but de repondre a cette question j'ai crible des neurones extrinseques aux CPs a l'aide d'une toxine thermosensible permettant une inactivation specifique et conditionnelle de ces neurones. J'ai ainsi montre que les neurones MB-V2, qui sont efferents aux lobes verticaux des CPs, sont impliques dans le rappel de toutes les formes de memoire olfactive aversive. De plus la neurotransmission des neurones MB-V2 n'est requise ni pendant l'apprentissage ni pendant la consolidation mnesique. Les neurones MB-V2 projettent sur la corne laterale, une structure impliquee dans l'evitement aux odeurs aversives chez les mouches naives. Ainsi, pendant le rappel de la memoire olfactive aversive, la trace mnesique presente dans les CPs activerait les neurones MB-V2 qui renforceraient, via la corne laterale, la voie naturelle d'evitement de l'odeur.