Role of cortical parvalbumin interneurons in fear behaviour

Les processus d'apprentissage et de memoire sont controles par des circuits et elements neuronaux specifiques. De nombreuses etudes ont recemment mis en evidence que les circuits corticaux jouent un role important dans la regulation des comportements de peur, cependant, leurs caracteristiques anatomiques et fonctionnelles restent encore largement inconnues. Au cours de ma these, en utilisant des enregistrements unitaires et des approches optogenetiques chez la souris libre de se comporter, nous avons pu montrer que les interneurones inhibiteurs du cortex auditif et du cortex prefrontal median forment un microcircuit desinhibiteur permettant respectivement l'acquisition et l'expression de la memoire de peur conditionnee. Dans les deux cas, les interneurones parvalbuminergiques constituent l'element central du circuit et sont inhibes de facon phasique. D’un point de vue fonctionnel, nous avons demontre que cette inhibition etait associee a la desinhibition des neurones pyramidaux par un mecanisme de reduction de l'inhibition continue exercee par les interneurones parvalbuminergiques. Ainsi, les interneurones parvalbuminergiques peuvent controler temporellement l'excitabilite des neurones pyramidaux. En particulier, nous avons montre que l'acquisition de la memoire de peur conditionnee depend du recrutement d'un microcircuit desinhibiteur localise dans le cortex auditif. En effet, au cours du conditionnement de peur, la presentation du choc electrique induit l'inhibition des interneurones parvalbuminergiques, ce qui a pour consequence de desinhiber les neurones pyramidaux du cortex auditif et de permettre l’apprentissage du conditionnement de peur. Dans leur ensemble, ces donnees suggerent que la desinhibition est un mecanisme important dans l'apprentissage et le traitement de l'information dans les circuits corticaux. Dans un second temps, nous avons montre que l'expression de la peur conditionnee requiere l'inhibition phasique des interneurones parvalbuminergiques du cortex prefrontal median. En effet, leur inhibition desinhibe les cellules pyramidales prefrontales et synchronise leur activite en reinitialisant les oscillations theta locales. Ces resultats mettent en evidence deux mecanismes neuronaux complementaires induits par les interneurones parvalbuminergiques qui coordonnent et organisent avec precision l’activite neuronale des neurones pyramidaux du cortex prefrontal pour controler l'expression de la peur conditionnee. Ensemble, nos donnees montrent que la desinhibition joue un role important dans les comportements de peur en permettant l’association entre des informations comportementalement pertinentes, en selectionnant les elements specifiques du circuit et en orchestrant l'activite neuronale des cellules pyramidales.