Diencephalic and Mesencephalic Substrate for Brain Stimulation Reward

La stimulation électrique de certains sites cérébraux chez les animaux de laboratoire induit un effet de récompense suffisamment fort pour obtenir une réponse opérante; par exemple, les rats apprendront à appuyer sur un levier pour recevoir une salve de pulsions électriques dans ces régions. Ce comportement, appelé autostimulation intracérébrale (ASI), a été largement étudié pour caractériser les substrats neuronaux de la récompense et des comportements dirigés. Plusieurs études au cours des dernières années suggèrent que le système dorsal diencéphalique (SDC) ainsi que la queue de l'aire tegmentale ventrale (qATV) sont impliqués dans le phénomène de récompense induit par l’ASI. Cependant, malgré des progrès significatifs dans la recherche, les mécanismes par lesquels le SDC et qATV participent à la transmission du signal de récompense induit par l’ASI restent largement inconnus.  Le principal objectif de cette thèse est d'étudier le rôle du SDC et du qATV dans la récompense induite par stimulation intracérébrale. Trois articles de recherche sont présentés dans cette thèse. Le premier article évalue l'effet de lésions électrolytiques au niveau du SDC et du faisceau médian prosencéphalique (FMP) dans le phénomène de récompense induit par la stimulation électrique de l'hypothalamus latéral (HL) et du raphé dorsal (RD) chez le rat. Les résultats montrent que des lésions effectuées au niveau du SDC et du FMP produisent une plus grande atténuation du phénomène de récompense induit par l’ASI que des lésions effectuées sur une seule de ces voies seulement, et ont un effet plus important sur le signal de récompense induit par la stimulation électrique du HL. Dans le deuxième article de cette thèse, la technique de marquage immuno-histochimique pour la protéine Fos a été utilisée en combinaison avec l’ASI et des lésions électrolytiques du SDC pour déterminer si les mêmes noyaux qui sont actifs chez des rats n’ayant pas reçu de lésion continuent à être actif après une lésion du SDC. Les résultats montrent que des lésions du SDC réduisent l’expression de la protéine Fos induite par la stimulation électrique du HL dans certains sites du cerveau antérieur, du mésencéphale et du tronc cérébral. Enfin, le troisième article de cette thèse examine le rôle du qATV dans le phénomène de récompense induit par l’ASI et dans l'activité locomotrice. Une attention particulière a été accordée aux fonctions comportementales des récepteurs glutamatergique AMPA et NMDA, ainsi que les récepteurs opioïdes de type mu exprimés au niveau du qATV. Les résultats montrent que le blocage pharmacologique des récepteurs AMPA et NMDA, ainsi que l'activation des récepteurs opioïdes de type mu, dans certains sites du qATV entrainent une augmentation de l’activité locomotrice et de la récompense induite par l’ASI. Les résultats montrent aussi que la diminution de l’expression des récepteurs NMDA du qATV avec les petits ARN interférents ne modifie pas la récompense induite par l’ASI mais provoque une diminution marquée de la réponse opérante maximale.  Les résultats obtenus dans cette thèse apportent une meilleure compréhension du substrat neuronal de la récompense induite par l’ASI, et suggèrent que (i) le SDC constitue une voie fiable pour la transmission de la récompense induite par l’ASI, (ii) le SDC est connecté avec certaines régions du cerveau antérieur, du mésencéphale et du tronc cérébral, et que (iii) la transmission glutaminergique et opioïde au niveau du qATV régule l'activité locomotrice et le phénomène de récompense induit par l’ASI. Ce travail pourrait avoir d'importantes répercussions sur la compréhension des comportements appétitifs, tels que l'alimentation et la consommation d'alcool, ainsi que sur les troubles psychiatriques, tels que la dépression, la schizophrénie, et les troubles liés à l'utilisation de substances.

Keyphrases: activité locomotrice, autostimulation intracérébrale, queue de l'aire tegmentale ventrale, récompense, système dorsal diencéphalique