L’hippocampe comme support de la « Trace ».

Nos observations sont ainsi compatibles avec l’idée que, lors de la phase d’acquisition du conditionnement de Trace, l’hippocampe dorsal pourrait permettre l’association d’événements temporellement discontigus par le maintien d’une "Trace" sous la forme d’une activité neuronale persistante induite par la présentation du SC, indépendamment du contexte. Cette Trace serait toujours active au moment ou surviendrait le SI et pourrait ainsi constituer le véritable support de l’association SC/SI (Kehoe et coll., 1993; Buhusi et Schmajuk, 1999). De telles activités présentes après la présentation du stimulus ont été rapportées lors de tâches de mémoire de travail (Sakurai, 1990; Deadwyler et Hampson, 2004). Dans le cas d’un conditionnement de trace proprement dit, certaines données électrophysiologiques permettent de préciser ce point. McEchron et collaborateurs (2003) ont étudié les réponses neuronales en CA1 lors d’un protocole de trace en peur conditionnée chez le lapin. Ces auteurs montrent que lors de la présentation du SC seul en test, une certaine proportion des neurones (12 à 18 %) ont une décharge maximale qui coïncide avec l’instant où devrait apparaître le SI (choc électrique), soit 10 s ou 20 s après le SC selon les groupes (McEchron et coll., 2003). Par ailleurs, cette équipe a comparé chez le rat conditionné avec un intervalle de trace de 20 s les patrons de décharge de neurones de CA1 et du Gyrus Denté (GD) (Gilmartin et McEchron, 2005a). Ils observent une décharge associée au SC dans le GD qui est stabilisée par le protocole de conditionnement. A l’inverse, dans CA1, la réponse excitatrice au SC se transforme graduellement en inhibition. Toutefois, les auteurs n’observent pas d’activité spécifique dans ces sous-régions au cours de l’intervalle de trace. Ainsi, contrairement à des neurones enregistrés dans le cortex préfrontal (Gilmartin et McEchron, 2005b), les neurones hippocampiques ne semblent pas en mesure de décharger de manière continue tout au long de

l’intervalle de trace. De plus, le pic de réponse des neurones de CA1 observé chez le lapin au moment attendu du choc n’était pas retrouvé lors de cette étude chez le rat.

De même, une étude en imagerie fonctionnelle chez le sujet humain (Knight et coll., 2004), montre une absence d’activation spécifique de l’hippocampe durant l’intervalle de trace. Ces résultats ne vont pas dans le sens d’un maintien d’une activité par l’hippocampe après la présentation du SC. Toutefois, ces données n’excluent pas la possibilité que l’activité pendant l’intervalle de trace ne représente pas directement le SC. En outre, les enregistrements électrophysiologiques réalisés jusqu’ici ne concernaient pas la région CA3 de l’hippocampe qui pourrait être plus particulièrement concernée. Cette sous-région a été notamment impliquée dans des tâches de mémoire spatiale dans des environnements nouveaux avec des délais de quelques secondes à quelques minutes (Lee et Kesner, 2003).

Selon l’hypothèse proposée par Rodriguez et Levy (2001), la région CA3 de l’hippocampe pourrait permettre de combler l’intervalle de trace du fait de son importante connectivité récurrente. Rodriguez et Levy (2001) proposent que le temps qui s’écoule après la présentation du SC soit codé sous la forme de patrons d’activité évolutifs. Les patrons d’activité évoqués par le SC au début de l’intervalle de Trace et par le SI à la fin de l’intervalle de Trace seraient reliés par un « pont » constitué d’activités intermédiaires, évoquées notamment par le contexte, et qui s’associeraient pour former une chaîne d’activation (Levy et coll., 2005). Ce modèle serait compatible avec les observations précédentes dans la mesure où il ne nécessite ni l’activité prolongée d’un neurone donné, ni une augmentation de l’activité d’ensemble des neurones au cours de l’intervalle de trace. En outre, dans ce modèle, la spécificité temporelle de la réponse conditionnée serait une caractéristique intégrante de l’association réalisée puisque ce n’est qu’au terme de la séquence d’activation que les unités associées au SI seraient activées. Il convient toutefois de noter que ce modèle a jusqu’ici été développé pour simuler le conditionnement de la paupière, mais semble perdre son efficacité pour des intervalles de temps longs comme ceux typiquement employés en conditionnement de peur (Levy et coll., 2005). L’absence de spécificité temporelle observée dans nos expériences, ainsi que lors de travaux antérieurs (Marchand et Kamper, 2000; Marchand et coll., 2003) nous semble en outre plutôt compatible avec un modèle dans lequel un même patron d’activité serait soutenu tout au long de l’intervalle entre SC et SI. Ceci nous amène à rechercher si des patrons d’activité prolongée ne seraient pas

présents dans d’autres structures, et si l’implication de l’hippocampe dans ce conditionnement ne serait pas liée à son fonctionnement au sein d’un réseau plus large.

CONCLUSION

L’ensemble des résultats présentés dans ce chapitre indique que les deux sous-régions hippocampiques (dorsale et ventrale) semblent nécessaire à la mise en place d’un conditionnement de peur à un stimulus présenté en Trace. Cependant le déficit général des réponses de peur produit par l’inactivation de l’hippocampe ventral suggère que cette région jouerait plus un rôle dans le traitement des aspects émotionnels du conditionnement de peur plutôt qu’un rôle spécifique dans le maintien de l’information nécessaire au conditionnement de Trace. A l’inverse, l’hippocampe dorsal semble quant à lui impliqué dans des traitements plus spécifiques des informations permettant ce type de conditionnement. Le rôle de cette structure pourrait être de combler l’intervalle de trace séparant le SC et le SI en permettant l’intégration du SC présenté en Trace et du contexte ou bien de permettre un maintien de la représentation du SC indépendamment du contexte.

CHAPITRE III