cortex cingulaire antérieur - Tel Archives ouvertes

Activit´es sp´ecifiques du cortex cingulaire ant´erieur et du
cortex pr´efrontal dorsolat´eral et interactions lors de
l’adaptation des comportements
Marie Roth´e
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Marie Roth´e. Activit´es sp´ecifiques du cortex cingulaire ant´erieur et du cortex pr´efrontal dorso-
lat´eral et interactions lors de l’adaptation des comportements. M´edecine humaine et patholo-
gie. Universit´e Claude Bernard - Lyon I, 2010. Fran¸cais. <NNT : 2010LYO10268>.<tel-
00710536>
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N° d’ordre Année 2010
THESE DE L‘UNIVERSITE DE LYON
Délivrée par
L’UNIVERSITE CLAUDE BERNARD LYON 1
ECOLE DOCTORALE Neurosciences et Cognition
DIPLOME DE DOCTORAT
(arrêté du 7 août 2006)
soutenue publiquement le 30 novembre 2010
par
ROTHE Marie
Activités spécifiques du cortex cingulaire antérieur et du
cortex préfrontal dorsolatéral
et interactions
lors de l’adaptation des comportements
Composition du jury :
PROCYK Emmanuel Directeur de thèse
GERVAIS Rémi Président du jury
BOUSSAOUD Driss Rapporteur
TALLON-BAUDRY Catherine Rapporteur
WIENER Sidney Examinateur
BERTRAND Olivier Examinateur

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RESUME : Activités spécifiques du cortex cingulaire antérieur et du cortex préfrontal
dorsolatéral et interactions lors de l’adaptation des comportements
Agir de façon optimale dans un environnement incertain nécessite d'évaluer et de comparer les coûts et
bénéfices des différentes alternatives. Cela implique aussi de réguler et de contrôler le comportement
de façon flexible pour optimiser les périodes de recherche de gains ou de ressources et les périodes
d'exploitation des acquis. Une des hypothèses actuelles sur les mécanismes neurobiologiques
impliqués, propose que cortex cingulaire antérieur (CCA), associé à l’évaluation de l’action, et cortex
préfrontal dorsolatéral (CPFdl), associé au contrôle cognitif, interagiraient pour réguler le
comportement. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis de préciser le rôle joué par le
CCA dans la détection et l’évaluation des performances ainsi que ses interactions avec le CPFdl au
sein d'une boucle du contrôle cognitif. Menés grâce à des enregistrements électrophysiologiques chez
le singe en comportement, ils apportent des précisions sur la séquence d’activation du CCA et du
CPFdl dans la bande de fréquences gamma lors de l'adaptation du comportement. L’étude des
potentiels de champs locaux de ces deux régions amènent à poser des hypothèses sur les mécanismes
oscillatoires sous-jacents et notamment sur le rôle des communications basses fréquences entre le
CCA et le CPFdl et leur implication différentielle entre recherche et exploitation.
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ABSTRACT: Anterior cingulate and dorsolateral prefrontal cortical areas specific
activity and interactions during behavioral adaptation
Acting optimally in uncertain environments requires evaluating costs and benefits of choosing each
alternative. It also requires to flexibly regulate between exploration for and exploitation of resources.
One current hypothesis is that the anterior cingulate cortex (ACC), involved in action valuation, and
dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC), involved in cognitive control, interact to elaborate an optimal
regulation of behaviour. Studies achieved during this thesis allowed to precise the role of ACC in the
detection and valuation of action outcomes as well as to describe the interactions with dlPFC in a
cognitive control loop. Thanks to neurophysiological recordings in behaving monkey our work give
new clues on the sequential activation of ACC and dlPFC during adaptation. The analyses of local
field potentials allowed us to suggest hypotheses on the underlying oscillatory mechanisms, in
particular on low frequency communications between ACC and dlPFC, and their modulation during
exploration and exploitation.
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DISCIPLINE : Neurosciences
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MOTS-CLES
Français : CCA, CPFdl, LFP, apprentissage, boucle de contrôle cognitif
Anglais : ACC, dlPFC, LFP, learning, cognitive control loop
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INTITULE ET ADRESSE DU LABORATOIRE :
Inserm U846, Stem-cell and Brain Research Institute
18 avenue du Doyen Lépine, 69500 BRON

Remerciements
Je tiens à remercier…
Henry Kennedy et Collette Dehay pour m’avoir accueillie au sein de leur laboratoire pendant
près de 6 années.
Pierre-Emmanuel Aguera, Olivier Bertrand et Karim Benchenane pour l’aide qu’ils m’ont
apportée sur l’analyse et la compréhension des données.
Emmanuel Procyk pour m’avoir encadrée, en me laissant la liberté d’explorer par moi-même
tout en gardant une ligne directrice, pour ta patience et ta confiance et pour avoir toujours su
être présent et garder du temps disponible pour discuter.
Tous ceux de mon équipe et Marco, Murielle et Nicolas, avec qui j’ai adoré travailler, Fred
pour ton aide sur la thèse et surtout pour la colloc.
Ceux que j’ai rencontré grâce à mon travail et qui sont devenu bien plus que mes collègues.
Jennifer et Christine pour leur aide infinie…
Et bien sûr tous ceux qui ont rendu cette thèse possible, ma famille et mes amis, parfois
malgré la distance, vous m’apportez cette envie d’avancer et tellement plus encore.