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Identification des stratégies cognitives chez la souris

Identification des stratégies cognitives chez la souris

Notre hypothèse étant que des "circuits de connectivité" particuliers sous-tendent les différentes opérations cognitives, il est important de tenter de "purifier" les opérations cognitives mises en jeu afin d'identifier les réseaux qui peuvent les sous-tendre. En d'autres termes, si, pour résoudre une même tâche, les animaux peuvent utiliser plusieurs stratégies différentes, ils mettront en jeu des réseaux différents qui seront impossibles à identifier. En effet, pour identifier un réseau, il faut que les animaux d'un même groupe mettent en jeu des réseaux identiques mais de façon plus ou moins soutenue. Il faut donc imaginer des épreuves qui contraignent l'animal à utiliser certaines procédures particulières, mais pour lesquelles la motivation, les stimuli, l'activité physique... sont identiques. Ainsi, les différences observées dans le cerveau peuvent être attribuées à la procédure cognitive et non à un autre paramètre.
En 2002, au cours du stage de master 1 d'Aurélie Boucard et de François-Xavier Jeunehomme nous avons essayé une épreuve dans un labyrinthe en forme de "T" dans lequel les souris doivent apprendre à aller chercher des friandises. Cependant, dans cette épreuve, la vitesse d'apprentissage dépend énormément de la motivation de l'animal à manger ces friandises, à explorer l'appareil...
En 2003, nous avons donc imaginé un appareil que nous avons appelé le Thalassotest qui est un labyrinthe en forme de croix. Le labyrinthe contient de l'eau. La souris est mise à l'extrémité d'un bras et doit nager pour trouver une plate-forme à l'extrémité d'un autre bras.
Nous avons testé trois conditions expérimentales.
Dans la première, (apprentissage de lieu, aussi appelé apprentissage d'emplacement), la souris est placée aléatoirement dans les bras Nord, Est ou Sud et doit toujours aller à l'Ouest. A l'intérieur du labyrinthe, un bras parmi les trois bras d'arrivée potentiels, est tapissé d'indices visuels. L'emplacement de ces indices est modifié aléatoirement à chaque essai.Ci-dessous, on voit différentes configurations possibles.
En vert : la plate-forme; en rouge : l'indice intra-labyrinthe dont l'emplacement change; autour du labyrinthe : d'autres indices visuels dont l'emplacement reste stable: en bleu : la trajectoire que doit suivre la souris.



Sur cette vidéo, on voit une souris entraînée (trois séances d'apprentissage) atteindre le bras correct. On distingue également l'indice (non pertinent dans cette configuration) au bout du bras en face du bras de départ.



Dans la seconde (apprentissage d'indice), le départ a lieu dans l'un des quatre bras aléatoirement. Le bras qui contient la plate-forme est un des trois autres, aléatoirement. Celui-ci est repérable par les indices visuels qui tapissent systématiquement ce bras.



Sur cette vidéo, la souris doit atteindre la plate-forme située dans le bras en face de celui de départ. On y voit l'indice en bout de bras. La souris va directement dans le bras, a un instant de doute, fait demi-tour pour vérifier et y retourne.



Dans la troisième (apprentissage sensori-moteur), le départ a lieu dans l'un des quatre bras aléatoirement. Un bras parmi les trois bras d'arrivée potentiels, est tapissé des indices visuels. Mais la plate-forme est située systématiquement dans le bras situé à gauche du bras de départ.


Contrairement à ce que nous attendions les souris n'apprennent pas à "tourner à gauche", mais elles apprennent à suivre un mur. On le voit un peu sur cette vidéo.



Mais si on doute encore, la vidéo suivante vous convaincra... Après s'être "perdue", la souris reprend sa stratégie.



Dans nos expériences ultérieures, nous n'utilisons plus que les deux premières. Si la façon dont les souris résolvent bien le problème avec une stratégie sensori-motrice (pas celle que nous attendions), mais cette épreuve est beaucoup plus longue à apprendre que les deux premières. Or, si la vitesse d'apprentissage est différente il ne sera plus possible de comparer les fonctionnements cérébraux : la différence de fonctionnement est-elle due à la stratégie cognitive ou à la vitesse d'apprentissage, ou au niveau atteint...?



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19/01/2009
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