Cognition, Socialité et Mémoire

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Mots-clés

Comportement – Cognition sociale – Consolidation systémique – Cortex préfrontal – Décisions – Hippocampe – Amygdale – Mémoire – Persévérance des souvenirs – Thalamus – Éthologie Cognitive – Apprentissage

Projets de recherche

Thalamus et cognition

Objectifs

Le projet vise à comprendre l’implication des noyaux reuniens et rhomboïde (ReRh) du thalamus dans certaines fonctions cognitives comme la mémoire et la flexibilité cognitive. Aline Stéphan, Anne Pereira de Vasconcelos et Jean-Christophe Cassel cherchent à approfondir l’étude du système de connexions qui relient les ReRh au cortex préfrontal médian (CPFm) et à l’hippocampe (Hip). Ce thème est bien positionné dans la compétition nationale et internationale. Une collaboration soutenue (financée par une ANR) existe avec une électrophysiologiste de Marseille, Dr Pascale Quilichini.

APdV (PI, financement ANSES) et JCC travaillent également sur un projet étudiant, chez le rongeur, l’impact d’une exposition quotidienne à deux types d’ondes électromagnétiques de la 5G (900 MHz & 26 GHz) sur les fonctions cognitives/affectives, sur la plasticité cérébrale et sur certaines variables physiologiques (par ex., température centrale).

Approches utilisées

Les travaux de recherche sont développés à partir de techniques de traçages et de déconnexions spécifiques utilisant des vecteurs viraux, de lésions, d’inactivations réversibles, d’imagerie de marqueurs de la plasticité et de pharmacogénétique (DREADD). L’objectif principal est d’identifier les connexions du circuit CPFm<->ReRh<->Hip->CPFm qui sont indispensables à la persévérance d’un souvenir et à la flexibilité cognitive.

Décision et Cognition sociale chez les primates non-humains

Objectifs

Le projet se concentre sur la cognition sociale, la prise de décision, et les processus mnésiques chez les primates non-humains. Les investigations adoptent des approches éthologiques, cognitives et neuroscientifiques. Un premier axe de recherche explore la socialité en mettant l’accent sur les facteurs sociodémographiques tels que la hiérarchie de dominance, les liens affiliatifs, l’âge, le sexe, la parenté ainsi que le niveau de tolérance sociale. L’impact de ces facteurs sur les performances cognitives des animaux en constitue le fil conducteur. Un second axe étudie les capacités cognitives liées à la théorie de l’esprit, qui permet aux individus d’attribuer des états mentaux à soi ou à autrui ; la représentation mentale de la hiérarchie de dominance et la gestion des conflits sociaux en est un volet. Un troisième axe se penche sur les bases neuroanatomiques de la tolérance sociale chez le primate non-humain. Enfin, un quatrième axe s’intéresse aux composants sociaux et cognitifs impliqués dans l’apprentissage social des primates ainsi qu’aux liens bidirectionnels régissant relations sociales, apprentissage social et communication.

Approches utilisées

Elles font appel à des méthodologies classiques – observations spontanées, expérimentations comportementales, neuro-anatomie post-mortem – et plus modernes – approche expérimentale automatisée, analyses IRM (coll. avec Icube, 3T et 7T). Pour ces recherches, six modules de tests automatisés (MALT – Machine for Automated Learning and Testing) ont été développés. Ils permettent d’interroger la cognition des primates du Centre de Primatologie (CdP) de manière continue, longitudinale et sur différents groupes sociaux de singes composés d’individus variant en âge, sexe et statut hiérarchique. En moyenne, 350 000 essais par module sont collectés chaque année. Les différentes tâches comportementales proposées aux animaux nous permettent d’aborder, avec une grande puissance statistique, les différentes problématiques exposées ci-dessus, en incluant le déclin cognitif chez les primates. Nos expertises combinées à des collaborations nationales et internationales nous permettent une approche pluridisciplinaire et comparée de la cognition animale et de ses bases biologiques et culturelles.

Axes transversaux

Les recherches menées au CdP sont par essence pluridisciplinaires, car elles impliquent l’éthologie classique, les neurosciences et l’économie comportementale. L’étude longitudinale de la cognition chez des primates non-humains de divers âges offre une opportunité pour explorer le vieillissement cognitif et pathologique. Une approche comparative entre les sexes peut élargir la réflexion sur le genre dans les expérimentations. L’expertise du LNCA en analyses génétiques et épigénétiques pourrait être appliquée à l’analyse du fonctionnement des groupes sociaux de primates, complémentant les études IRM.

Publications représentatives

Thalamus et cognition

1. Boch L, Morvan T, Neige T, Kobakhidze N, Panzer E, Cosquer B, Pereira de Vasconcelos A, Stephan A, Cassel JC. Inhibition of the ventral midline thalamus does not alter encoding, short-term holding or retrieval of spatial information in rats performing a water-escape working memory task. Behav Brain Res. 2022 432:113979. doi: 10.1016/j.bbr.2022.113979.
2. Cassel JC, Ferraris M, Quilichini P, Cholvin T, Boch L, Stephan A, Pereira de Vasconcelos A.The reuniens and rhomboid nuclei of the thalamus: A crossroads for cognition-relevant information processing? Neurosci Biobehav Rev. 2021 126:338-360. doi: 10.1016/j.neubiorev.2021.03.023
3. Cassel JC, Pereira de Vasconcelos A. Routes of the thalamus through the history of neuroanatomy. Neurosci Biobehav Rev. 2021 125:442-465. doi: 10.1016/j.neubiorev.2021.03.001.
4. Quet E, Cassel JC, Cosquer B, Galloux M, Pereira De Vasconcelos A, Stéphan A. Ventral midline thalamus is not necessary for systemic consolidation of a social memory in the rat. Brain Neurosci Adv. 2020 4:2398212820939738. doi: 10.1177/2398212820939738.
5. Quet E, Majchrzak M, Cosquer B, Morvan T, Wolff M, Cassel JC, Pereira de Vasconcelos A, Stéphan A. The reuniens and rhomboid nuclei are necessary for contextual fear memory persistence in rats. Brain Struct Funct. 2020 Apr;225(3):955-968. doi: 10.1007/s00429-020-02048-z.
6. Klein MM, Cholvin T, Cosquer B, Salvadori A, Le Mero J, Kourouma L, Boutillier AL, Pereira de Vasconcelos A, Cassel JC.  Ventral midline thalamus lesion prevents persistence of new (learning-triggered) hippocampal spines, delayed neocortical spinogenesis, and spatial memory durability. Brain Struct Funct. 2019 224(4):1659-1676. doi: 10.1007/s00429-019-01865-1.
7. Ali M, Cholvin T, Muller MA, Cosquer B, Kelche C, Cassel JC, Pereira de Vasconcelos A.Environmental enrichment enhances systems-level consolidation of a spatial memory after lesions of the ventral midline thalamus. Neurobiol Learn Mem. 2017 141:108-123. doi: 10.1016/j.nlm.2017.03.021.
8. Pereira de Vasconcelos A, Cassel JC. The nonspecific thalamus: A place in a wedding bed for making memories last? Neurosci Biobehav Rev. 2015 54:175-96. doi: 10.1016/j.neubiorev.2014.10.021.
9. Cholvin T, Loureiro M, Cassel R, Cosquer B, Geiger K, De Sa Nogueira D, Raingard H, Robelin L, Kelche C, Pereira de Vasconcelos A, Cassel JC. The ventral midline thalamus contributes to strategy shifting in a memory task requiring both prefrontal cortical and hippocampal functions. J Neurosci. 2013 33(20):8772-83. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0771-13.2013.
10. Loureiro M, Cholvin T, Lopez J, Merienne N, Latreche A, Cosquer B, Geiger K, Kelche C, Cassel JC, Pereira de Vasconcelos A. The ventral midline thalamus (reuniens and rhomboid nuclei) contributes to the persistence of spatial memory in rats. J Neurosci. 2012 Jul 18;32(29):9947-59. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0410-12.2012.

Décision et Cognition sociale chez les primates non-humains

1. Ballesta, S., & Meunier, H. (2023). Is this worth the trouble? Strategic conflict management in Tonkean macaques. iScience, 26(11). https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108176
2. Calmette T & Meunier H. (2023). Revisiting the mark test for mirror self-recognition. Primates, 64: 421-427. doi: 10.1007/s10329-023-01065-w
3. Zeller, K., Ballesta, S., Meunier, H., Duboscq, J., Morino, L., Rimele, A., Bonnet, X., Maille, A., Dezecache, G., & Garcia, C. (2023). Spot the odd one out : Do snake pictures capture macaques’ attention more than other predators? Animal Cognition. https://doi.org/10.1007/s10071-023-01831-9
4. ManyPrimates, Aguenounon, G., Allritz, M., Altschul, D., Ballesta, S., Beaud, A., Bohn, M., Bornbusch, S., Brandão, A., Brooks, J., Bugnyar, T., Burkart, J., Bustamante, L., Call, J., Canteloup, C., Cao, C., Caspar, K., da Silva, D., de Sousa, A., … Zablocki-Thomas, P. (2022). The Evolution of Primate Short-Term Memory. Animal Behavior and Cognition, 9(4), 428‑516. https://doi.org/10.26451/abc.09.04.06.2022
5. Miss F, Sadoughi B, Meunier H & Burkart J. (2022). Individual differences in co‐representation in three monkey species (Callithrix jacchus, Sapajus apella and Macaca tonkeana) in the joint Simon task: the role of social factors and inhibitory control. Animal Cognition. doi: 10.1007/s10071-022-01622-8
6. Ballesta S, Sadoughi B, Miss F, Whitehouse J, Aguenounon G & Meunier H. (2021). Assessing the reliability of an automated method for measuring dominance hierarchy in nonhuman primates. Primates, 62:595-607. Doi: 10.1007/s10329-021-00909-7
7. Nioche, A., Rougier, N. P., Deffains, M., Bourgeois-Gironde, S., Ballesta, S., & Boraud, T. (2021). The adaptive value of probability distortion and risk-seeking in macaques’ decision-making. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 376(1819), 20190668. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0668
8. Whitehouse J & Meunier H. (2020). An understanding of third-party friendships in a tolerant macaque. Scientific Reports 10: 9777. doi: 10.1038/s41598-020-66407-w
9. Trapanese C, Masi S & Meunier H. (2019). What, where and when: spatial foraging decisions in primates. Biological Reviews, 94(2): 483-502. doi: 10.1111/brv.12462
10.  Meunier H. (2017). Do monkeys have a theory of mind? How to answer the question? Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 82: 110-123