%0 Thesis %T Role of thalamic afferences to the nucleus accumbens in motivated behaviors. %T Rôle des afférences thalamiques au noyau accumbens dans les comportements motivés chez le rat. %+ Laboratoire de Neurosciences Cognitives [Marseille] (LNC) %A Sicre, Mehdi %I Aix Marseille Université %Y Bruno Poucet %Y Frédéric Ambroggi %8 2021-03-25 %D 2021 %K Electrophysiology %K Nucleus accumbens %K Motivated behaviors %K Noyau accumbens %K Comportements motivés %K Electrophysiologie %Z Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/NeurobiologyTheses %X Humans and animals are motivated beings. In world where resources are limited, weconstantly perform actions to reach the goals we set to ourselves. In the first place, we need tomaintain homeostasis by searching food, water or shelter. The concept of motivation does not directlyrefer to these actions, but to the processes that augment the probability to perform them.Nonetheless, orienting these actions require to integrate environmental stimuli that inform us on thepossibility to obtain rewards.The nucleus accumbens (NAc), the ventral part of the striatum, belongs to the basal ganglia systemand is an essential element involved in the processes motivating the actions that allow to reach ourgoals, especially when they are guided by predictive stimuli. However, stimuli have two distinct typesof properties. First, they incentivize our actions and second, they give us instructions about the specificactions to perform to reach the selected goal.In this PhD work, we first sought to understand the implication of the NAc in incentive and instructivestimuli processing. We manipulated and recorded NAc neurons in rats performing a GO/NOGO taskinvolving these two types of stimuli. We observed that pharmacologically inactivating the NAc reducedthe engagement in action in response to incentive stimuli but had no effect in the rats ‘ability tocorrectly respond to instructive stimuli. We observed stronger excitations to the incentive than theinstructive stimuli. Moreover, these neurons displayed incentive stimuli-evoked excitations thatdepended on the motivational level of the animal. We called these neurons MOTIV+. Conversely, weobserved a second population of neurons specifically activated by the incentive stimuli to which theanimals did not engage in action in response to them. We called these neurons MOTIV-. We thenshowed that the population of MOTIV+ neurons was mostly made of medium spiny projection neuronswhile MOTIV- neurons were highly enriched in cholinergic interneurons.In a second study, we sought to determine how satiety information modulated motivation instantiatedby incentive stimuli. The paraventricular nucleus of the thalamus (PVT) strongly projects to the NAcand receives orexin inputs from the lateral hypothalamus, a central player in the integration ofmetabolic information. We observed that in sated rats, PVT stimulation either with optogenetic or withlocal orexin injections was sufficient to restore excitations of MOTIV+ neurons and the engagement inactions in response to the incentive stimulus.The parafascicular nucleus of the thalamus (Pfn) projects to the NAc and synapses preferentially ontocholinergic interneurons. In a third study, we sought to determine whether Pf neuronal activity couldexplain MOTIV- neuronal activity in the NAc. We recorded Pf neurons in response to incentive stimuliin a reward-seeking task. We observed a bidirectional encoding of motivation with MOTIV+ andMOTIV- profiles. The temporal dynamic of Pf responses suggests that Pf MOTIV- neuronal responsescould indeed be responsible for that found NAc MOTIV- neurons. Thus, this structure could play animportant attentional role by inhibiting the stimuli that are not pertinent to the need the animal seeksto satisfy. Together, this work allowed to bring a new light on how the NAc integrates exteroceptivebut also interoceptive information to modulate the level of motivation. %X Humain et animaux sont des êtres motivés. Dans un monde aux ressources limitées, nous réalisonsen permanence des actions permettant d’atteindre les buts que nous nous sommes fixés. En premier lieu,il est nécessaire de maintenir l’homéostasie en cherchant de la nourriture, de l’eau ou un abri. Le conceptde motivation ne se réfère pas directement à ces actions, mais aux processus qui vont augmenter laprobabilité de les réaliser. Toutefois, pour guider ces actions motivées, nous avons besoin d’intégrer desstimuli environnementaux qui nous renseignent sur la possibilité d’obtenir des récompenses.Le noyau accumbens (NAc), partie ventrale du striatum au sein du système des ganglions de la base, est unmaillon important dans les processus qui motivent les actions et qui nous permettent d’atteindre nosobjectifs, en particulier quand ceux-ci sont guidés par des stimuli prédictifs. Cependant, les stimuli ont deuxtypes de propriétés. D’une part, ils nous incitent à nous engager dans l’action et d’autre part, nous donnentdes instructions sur le type d’action à réaliser afin d’atteindre l’objectif fixé.Dans ce travail de thèse, nous avons en premier lieu cherché à comprendre l’implication du NAc dans laprise en compte de stimuli aux propriétés incitatives et instructives. Pour cela, nous avons manipulé etenregistré les neurones de cette structure, chez des rats effectuant une tâche de GO/NOGO guidée par cesdeux types de stimuli. Nous avons observé que l’inactivation pharmacologique du NAc réduisaitl’engagement dans l’action en réponse au stimulus incitatif, mais n’affectait pas la capacité à répondrecorrectement aux stimuli instructifs. Nous avons observé de plus fortes excitations aux stimuli incitatifsqu’instructifs. De plus, ces neurones présentaient des excitations aux stimuli incitatifs dépendantes de lamotivation de l’animal. Nous avons appelé cette population : MOTIV+. À l’inverse, nous avons observé uneseconde population de neurones s’activant en réponse au stimulus incitatif uniquement lorsque l’animalne s’engageait pas dans l’action. Nous avons appelé ces neurones MOTIV-. Nous avons par la suite montréque la population MOTIV+ est majoritairement constituée par des neurones de projection épineux moyenstandis que la population MOTIV- était fortement enrichie en interneurones, notamment cholinergiques.Dans un second travail, nous avons cherché à déterminer comment les informations de satiété pouvaientmoduler la motivation en réponse à des stimuli incitatifs prédisant des récompenses alimentaires. Le noyauparaventriculaire du thalamus (PVT) projette fortement au NAc et reçoit des afférences orexinergiques del’hypothalamus latéral, qui joue un rôle central dans l’intégration des informations métaboliques. Nousavons observé que, chez des rats à satiété, la stimulation du PVT, par optogénétique et par injection localed’orexine, était suffisante pour rétablir les excitations des neurones MOTIV+ ainsi que l’engagement dansl’action en réponse au stimulus incitatif.Le noyau parafasciculaire du thalamus (Pfn) projette au NAc et synapse préférentiellement sur lesinterneurones cholinergiques. Dans une troisième étude, nous avons cherché à déterminer si l’activiténeuronale du Pfn pouvait expliquer les réponses des neurones MOTIV- du NAc. Nous avons enregistrél’activité des neurones du Pfn en réponse à des stimuli incitatifs dans une tâche de recherche derécompense. Nous avons ainsi observé un encodage bidirectionnel de la motivation avec des profils MOTIV+et MOTIV-. Le décours temporel des réponses du Pfn suggère qu’effectivement l’activité de neuronesMOTIV- dans le Pfn pourraient être responsable de celle des neurones MOTIV- du NAc. Ainsi, cette structurepourrait jouer un rôle attentionnel important en inhibant les stimuli non reliés aux besoins que l’animalcherche à satisfaire. L’ensemble de ces travaux a permis d’apporter un éclairage nouveau sur la manièredont le NAc intègre des informations extéroceptives, mais aussi intéroceptives afin de moduler le niveaumotivationnel. %G French %2 https://theses.hal.science/tel-03287053/document %2 https://theses.hal.science/tel-03287053/file/THESE_MEHDI_SICRE_ARCHIVE.pdf %L tel-03287053 %U https://theses.hal.science/tel-03287053 %~ CNRS %~ UNIV-AMU %~ LNC %~ NEUROMARSEILLE %~ INCIAM