de ces tractogrammes sur les images anatomiques permettra d'identifier les structures auxquelles sont
connectés le noyau caudé, la PAG, l'hippocampe et l'amygdale. En comparant qualitativement ces
connexions, nous chercheront s'il existe des spécificités selon les classes de mammifères étudiées.
D'un point de vue plus quantitatif, nous pourrons évaluer la densité de ces connexions en recherchant
le nombre de fibres entre deux structures par exemple.

A plus long terme, sur la base des pièces disponibles, nous appliquerons le protocole de préparation
des pièces anatomiques afin d'améliorer la prise de contraste à l'acquisition. En priorité, nous
traiterons les pièces issues d'herbivores pour lesquelles nous disposons de plusieurs spécimens d'une
même espèce. Nous pourrons poursuivre notre travail comparatif en incluant le modèle ovin pour
lequel nous disposons déjà de données de connectivités.
Discussion – Conclusion générale
Tout au long de ces travaux de thèse, nous avons testé l'influence de la sélection génétique, de l'expérience précoce et de la phylogénie sur la plasticité anatomique des régions impliquées dans les comportements adaptatifs.

L'étude sur les cailles japonaises a permis de mettre en évidence l'influence de la sélection génétique sur la morphologie anatomique de régions impliquées dans les processus sensoriels et émotionnels. Cette étude ayant été menée sur des individus à maturité sexuelle, il serait intéressant d'étudier la trajectoire développementale de ces différences morphologiques pour comprendre à quel moment elles apparaissent (in ovo, à la naissance ou au début de la maturation sexuelle). De plus, des acquisitions en IRMd ayant été réalisées, la prochaine étape est de réaliser des cartes de connectivité pour étudier l'impact de la sélection génétique sur la connectivité, en particulier des régions dont on sait que la morphologie est impactée.

L'étude sur la diffusion de musique chez des agneaux en allaitement artificiel a permis de mettre en évidence l'influence de l'expérience sur la morphologie cérébrale du noyau caudé et du noyau géniculé médial. D'autres régions telles que l'hypophyse restent à étudier. Au cours de cette étude, des acquisitions en IRMd et en IRMf ont été réalisées et restent à analyser. Grâce à ces acquisitions, nous allons pouvoir étudier l'impact de l'expérience précoce sur la connectivité anatomique et plus particulièrement l'impact de la diffusion de musique sur la connectivité anatomique de régions impliquées dans les processus auditifs (par exemple, le noyau géniculé médial) mais aussi dans les processus émotionnels (par exemple, la PAG). L'hypothèse est que la musique a stimulé le développement des connexions entre ces régions cérébrales, ce qui pourrait se manifester par un plus grand nombre de fibres. Nous allons également pouvoir étudier l'impact de la diffusion précoce de musique sur le fonctionnement cérébral. L'analyse du resting state va permettre de localiser précisément le cortex auditif dans le cerveau de mouton. L'analyse des stimulations auditives va permettre de comprendre si la musique a modifié l'activité de certaines régions cérébrales. Pour aller plus loin dans l'étude de l'influence de l'expérience précoce, il serait intéressant de comparer nos images acquises chez des animaux en allaitement maternel avec des images acquises chez des animaux maternés.

Les premiers résultats comparatifs obtenus pour tester l'hypothèse phylogénie sont cohérents avec ceux rapportés dans la littérature : l'existence d'une relation linéaire entre volume et poids de l'encéphale, même chez des individus juvéniles dont l'encéphale est encore immature. Pour aller plus loin dans l'étude de ces encéphales, il serait intéressant de segmenter d'autres régions telles que
l'hippocampe ou le thalamus. Cependant, comme expliqué précédemment, cette segmentation ne sera pas possible pour tous les individus à cause du manque de contraste et de la torsion de certains encéphales. Pour les spécimens imagés, des acquisitions en IRMd ont également été réalisées, il serait donc intéressant d'exploiter les connectomes de ces animaux et de les comparer entre eux. L'idée est de voir si la connectivité de certaines régions telles que la PAG est la même selon que l'animal soit une proie ou un prédateur mais aussi un carnivore ou un herbivore. En effet, les stratégies d'adaptations comportementales diffèrent selon les individus. Il serait intéressant de voir si cela se traduit au niveau cérébral par une différence de connectivité au niveau des régions impliquées dans ces comportements. Pour aller plus loin, il faut continuer à imager les spécimens mis à notre disposition et en priorité les espèces dont on possède plusieurs individus (par exemple, le cerf souris), cela permettrait de réaliser une étude plus exploratoire des cerveaux.

Au cours de cette thèse, une place importante a été donnée à la médiation scientifique et aux sciences participatives notamment grâce à la mise en place des ateliers Ciboulot au collège André Bauchant de Château-Renault mais aussi grâce à la participation à différents événements tels que la Fête de la science, la Semaine du cerveau ou encore le Salon international de l'agriculture. Ce partage de connaissances avec un public non scientifique est à la fois enrichissant pour le public mais également pour le scientifique. En effet, les personnes qui assistent à ces événements ou les élèves qui participent aux ateliers sont des personnes en demande de connaissances. De part leurs questions, ils permettent de voir nos recherches sous un nouvel angle. Bien que très chronophages, les ateliers Ciboulot semblent avoir apporté beaucoup aux participants, tant aux professeurs qu'aux élèves. Les élèves ont pu acquérir des bases solides en neurosciences. Ces ateliers se déroulant en petits groupes, ils ont également permis d'inclure avec succès des élèves en difficulté scolaire. La situation sanitaire n'a malheureusement pas permis d'aller au bout de ce projet qui avait pour but la réalisation d'un épisode de WebRadio sur les neurosciences animé par les élèves ainsi que la création d'un escape game.

Cette thèse a permis de montrer que les systèmes sensoriels et plus généralement l'étape de perception de l'environnement social et physique ne doivent pas être négligés lors de l'étude des stratégies d'adaptation comportementale. En effet, ces différentes stratégies d'adaptation comportementale pourraient aussi avoir comme origine une différence au niveau de la perception de l'environnement.

Cette thèse a également permis de montrer l'importance de l'environnement physique dans le développement des agneaux élevés en allaitement artificiel. Les facteurs d'enrichissement utilisés pour contrecarrer les effets délétères de cet allaitement artificiel pourraient ne pas avoir le même
impact selon l'âge de l'animal. Par exemple, il semble que la musique n'ait pas le même effet en fonction de l'âge des agneaux : les jeunes agneaux sont-ils moins sensibles à la musique que les agneaux plus âgés ?

Cette thèse a également permis de montrer l'importance d'étudier la morphologie des systèmes cérébraux et leurs relations anatomiques dans leur ensemble. En effet, ce sont des systèmes dynamiques qui font intervenir de façon successive de nombreux paramètres, il est donc important de prendre en compte tous ces paramètres pour comprendre un phénomène tel que les stratégies d'adaptation comportementale.
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# Plasticité anatomique des régions cérébrales associées aux comportements adaptatifs

## Résumé

Face à une situation identique, comme la présence d'un prédateur, les individus d'une même espèce peuvent réagir différemment en fuyant ou attaquant. Ces différentes réactions sont appelées comportements adaptatifs et sont sous le contrôle du cerveau. Pour comprendre le lien entre cerveau et comportements adaptatifs, nous avons mené une étude morphologique par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) sur plusieurs espèces animales dont la caille japonaise, l'agneau et les animaux sauvages. Nos résultats mettent en évidence que la morphologie de certaines régions du cerveau est différente selon les comportements adaptatifs identifiés.

**Mots-clés** : caille, ovin, cerveau, IRM, comportement

## Résumé en anglais

When faced with an identical situation, such as the presence of a predator, individuals of the same species may react differently by fleeing or attacking. These different reactions are called adaptive behaviors and are under the control of the brain. To understand the link between the brain and adaptive behaviors, we conducted a morphological study using Magnetic Resonance Imaging (MRI) on several animal species including Japanese quails, lambs and wild animals. Our results show that the morphology of certain regions of the brain are different depending on the adaptive behaviors identified.

**Keywords:** quail, sheep, brain, MRI, behavior