Partie 2: enregistrements d'activité de PCL multisites dans une tâche
IV) Résultats comportementaux des protocoles P1 et P2 149
2) Protocole P2 : résultats comportementaux 152
Pour rappel, seules les stimulations S+ et OS-‐ sont présentées durant la première phase du test. L'odeur seule O+ est introduite en début de phase 2 (Figure IV-‐8 : Illustration des protocoles P1 et P2).
a) Animaux
Un total de 15 animaux a été utilisé pour cette étude. 7 animaux ont été écartés des analyses parce qu'ils n'ont pas récupéré après la chirurgie, ne montraient aucun signe d'apprentissage pendant la phase d'habituation ou à cause de la mauvaise qualité de leurs signaux électrophysiologiques. Le signal de PCL a été enregistré pendant toute la durée du test comportemental chez les 8 rats restants. Toutefois, un des animaux a seulement effectué la première partie du test comportemental et a été écarté ensuite à cause de la mauvaise qualité de son connecteur.
b) Tâche de comportement
La phase d'habituation a duré en moyenne 6±2 jours. Dans la première phase de ce test comportemental, la distinction entre les deux stimulations S+ et OS-‐ est apprise très rapidement par les rongeurs avec une moyenne de 4±3 sessions pour atteindre le critère. Tous les rats testés ont atteint le critère pour la première phase. L'acquisition de la
153 phase 2 (ajout de la stimulation O+) est plus difficile et prend plus de temps, avec une moyenne de 17± 3 sessions. Le nombre total de sessions pour atteindre le niveau expert en phase 2 est néanmoins beaucoup plus faible que pour le protocole 1 (17 vs 24 sessions en moyenne) et le nombre d'animaux ayant atteints le critère est plus important : 5 animaux ont atteint le critère de la phase 2 (contre seulement 2 pour le protocole P1). Les deux animaux restant n'ont jamais réussi à faire assez de bon NO GO (OS-‐) pour atteindre le critère de réussite mais les analyses statistiques ont montré qu'ils ont distingué les 3 stimulations sur plus de 5 sessions (Test de Student sur les latences: p < 0,05).
La figure IV-‐14 montre, à titre d'exemple, les performances comportementales du rat 1G. Au cours de la phase 1 du test comportemental, l'animal fait rapidement le lien entre la stimulation S+ et la possibilité d'obtenir une récompense, et il a du mal à s'inhiber aux stimulations OS-‐. Ensuite, durant les deux dernières sessions de la phase 1, l'animal a un comportement clairement différent pour les deux types de stimulations : il va très rapidement dans le port à récompense pour la stimulation S+ (avec une moyenne de 1,4± 0,2 s), il est plus lent ou inhibe son comportement moteur pour la stimulation OS-‐(avec une moyenne de 5,5 ± 1,1 s). Dans la seconde phase du test, la stimulation odeur seule est introduite (O+). Durant la première session, l'animal ne fait pas le lien entre l'échantillonnage de l'odeur et la possibilité d'avoir une récompense. L'odeur est associée à une réponse comportementale de type NO GO. En conséquence, les temps de latences pour les stimulations O+ sont très élevés (6,3s en moyenne) et proches de ceux pour la stimulation OS-‐ (5,2±1s en moyenne). Mais au cours des deux sessions suivantes, l'animal commence à faire des bonnes réponses pour la stimulation O+ et les deux courbes de latence commencent à diverger. A la fin du test comportemental, le rongeur a un comportement différent pour les stimulations uni versus multisensorielles: les courbes de latences des stimulations S+ et O+ sont très proches, et complétement séparées de celle de la stimulation OS-‐. En moyenne sur les deux dernières sessions, les temps de latence sont de 1,3± 0,2s pour O+, 1,2±0,2s pour S+ et 3,7±2,3s pour OS-‐.
Figure IV-‐ 14 : courbes des moyennes des latences pour les différentes stimulations du rat 1G
La courbe verte représente les latences moyennes pour la stimulation O+, la courbe rose pour la stimulation S+, et la courbe bleue pour la stimulation OS-‐.
Les carrés de couleurs représentent les différents stades d'apprentissage naïf (carré bleu), intermédiaire (carré vert) et expert (carré rose pâle) pour les phases 1 et 2 d'apprentissage. Les points rouges représentent les sessions pour lesquelles l'index A’≥0,75.
Certains carrés sont blancs pour les sessions qui n'ont pas été prises en compte (lorsque le nombre d'essais pour la session est inférieur à 5).
155 Comme pour le protocole P1, nous avons analysé les durées moyennes des nose pokes dans le port à odeur sur l'ensemble des animaux en fonction de l'apprentissage et de la réussite ou non des essais (figure IV-‐15). Un test Anova (facteur phases d'apprentissage et type de stimulation) a montré qu'il n'y a pas d’effet des phases d'apprentissages (p=0,06), mais que la différence de latence entre S et OS est significative (p<10^-‐10).
Un test Anova à 3 facteurs sur les stimulations S et OS seulement, a montré que les différences de latence selon la phase de l'apprentissage (p=<10^-‐10) et la stimulation (p=<10^-‐10) sont significatives, mais il n'y a pas de différence dans la durée des nose poke suivant l'échec ou le succès des essais (p=0,65).
Figure IV-‐ 15 : durées moyennes des nose poke en fonction des différentes phases d'apprentissage.
A) durée moyenne des nose poke dans le port à odeur pour les différentes stimulations S+ (courbe rose), O+(courbe verte) et OS-‐(courbe bleu), pendant les différents stades d'apprentissage: naïf (carré bleu), intermédiaire (carré vert) et expert (carré rose), pour les phases 1 et 2. B) similaire à A) en différenciant les succès (ligne pleine) et échecs (courbes en pointillés) pour les différentes stimulations.
V) Résultats électrophysiologiques des protocoles P1 et P2
Cette partie sera consacrée aux résultats des signaux électrophysiologiques de PCL enregistrés chez les animaux implantés en chronique soumis aux protocoles P1 et P2 présentés précédemment. L'activité de PCL a été enregistrée pendant que l’animal réalisait la tâche comportementale, dans 4 aires cérébrales simultanément : deux aires primaires, le bulbe olfactif (BO) et le cortex auditif primaire (A1) et deux aires associatives: le cortex piriforme (CP) et le cortex périrhinal (Prh).
Le protocole P1 a été l'objet de plusieurs complications au cours de l'apprentissage des animaux. Certains animaux ont par exemple été repassés en phase 1 du test après quelques sessions de phase 2 et seule une minorité d'animaux a atteint le critère du test comportemental (voir la partie résultats comportementaux chez les animaux implantés). La plupart ont été surentrainés (avec plus de 40 sessions). De plus, suite à une première analyse des signaux électrophysiologiques, il s'est avéré que pour les 5 rats du protocole P1 qui ont été analysés le signal correspondant à l’électrode dans A1 n’était pas satisfaisant : le potentiel évoqué en réponse au son était différent de ce qui aurait dû être observé. J'ai modifié ma méthode d’implantation de cette électrode pour les animaux du protocole P2 et obtenu des résultats satisfaisants : le potentiel évoqué auditif était de forte amplitude (cf figure V.2) et très reproductible pour tous les animaux. Je présenterai donc en priorité les résultats du test comportemental P2 (phase 1: stim S+ et OS-‐, phase 2: stim S+, O+ et OS-‐).
1) Résultats électrophysiologiques sur les signaux PCL du protocole P2
a) Potentiels évoqués auditifs
Dans un premier temps, nous souhaitions vérifier si la stimulation auditive provoquait bien une réponse dans A1, et tester si un potentiel était évoqué dans PRh et CP qui sont reliées fonctionnellement à A1 (voir introduction). On peut voir sur la figure V-‐1 que les stimulations sonores induisent des potentiels évoqués au niveau de A1 mais pas au niveau du Prh ni des aires olfactives: le BO et le CP. L'odeur ne déclenche pas d’activité évoquée de manière suffisamment synchrone pour être observable en PCL au niveau du BO et du CP. Une activité évoquée est observable au temps 0, correspondant au nose poke des animaux dans le port à odeur, et ce dans toutes les aires cérébrales enregistrées.