Rôle des récepteurs nicotiniquesdans différentes formes de mémoire
chez l’abeille Apis mellifera-----
Matthieu DACHER
Sous la direction de Monique Gauthier
La mémoire chez l’abeille
• L’étude de la mémoire– Conservation d’informations = traces mnésiques– Nature de la trace (plasticité comportementale)– Support de la trace (plasticité nerveuse)
• L’abeille : un modèle d’étude de la mémoire– Elle manifeste un comportement élaboré– Son cerveau peut être facilement étudié– Plusieurs protocoles de conditionnements
Le conditionnement olfactif
Le conditionnement mécanosensoriel
D’après Erber et al. 1998, JCPA 183
• Opérations de la mémoire
Formation et nature de la mémoire
Apprentissage Trace mnésiqueConsolidation
Rappel
• Différentes phases de la mémoire
Formation et nature de la mémoire
• Opérations de la mémoire
1 essai d’apprentissage
MMT (3 heures … et plus)
3/5 essais d’apprentissage
MLT (à partir de 24 heures)
• Le NO : dissociation de la MLT et de la MMT– NO spécifiquement requis pour MLT après un
apprentissage en plusieurs essais
Support neuronal de la trace mnésique
Apprentissage Trace mnésiqueConsolidation
Rappel
Pas de MLT sans NO
• Principal neurotransmetteur excitateur
• Récepteurs nicotiniques– Seraient constitués de plusieurs sous-unités ; 11
gènes– Récepteurs ionotropes– Couplage récepteurs nicotiniques/NO synthase
Rôle de l’acétylcholine dans la mémoire
Rôle de l’acétylcholine dans la mémoire
• Récepteurs nicotiniques chez le vertébré– Deux catégories : insensibles/sensibles à l’α-bungarotoxine– Antagonistes nicotiniques = drogues interférant avec le
fonctionnement du récepteur (MLA, DHE, mécamylamine)
• Chez l’abeille– Pas d’informations chez l’adulte– Autres insectes : récepteurs classés par l’α-bungarotoxine
Rôle de l’acétylcholine dans la mémoire
Apprentissage Trace mnésiqueConsolidation
Rappel
Apprentissage olfactif en 1 essai :
Mécamylamine
Mécamylamine
Rôle de l’acétylcholine dans la mémoire
Apprentissage Trace mnésiqueConsolidation
Rappel
Apprentissage olfactif en plusieurs essais ?
Apprentissage mécanosensoriel ?
??????
???
Bilan et objectifs
• Apprentissage mécanosensoriel peu étudié• Rôle des récepteurs nicotiniques dans l’apprentissage
en plusieurs essais (formation de la MLT) ?• Lien avec le NO, implication dans la formation de la
MLT ?Le but de ce travail est donc d’étudier le rôle des
récepteurs nicotiniques et celui de la synthèse de NO dans la formation et le rappel de la mémoire lors d’un
apprentissage mécanosensoriel.
• Conditionnement mécanosensoriel– Mesure du taux de réflexe d’extension du proboscis (REP)– Apprentissage : un ou plusieurs essais (intervalle 1 min)– Rappel 3h (MMT) ou 24h (MLT) après l’apprentissage
1 essai de conditionnement
2s
3 secondes de contiguïté
Plaque métallique (5 secondes)
Eau sucrée (5 secondes)
Méthodologie : protocole
• Blocage pharmacologique– Injection globale (0,3/0,5 µl) dans l’hémolymphe de la
tête– Antagonistes nicotiniques (α-bungarotoxine 1 µM,
MLA 2 µM, mécamylamine 10 mM ou DHE 1mM) ou inhibiteur de la synthèse de NO (L-NAME 200 µM)
– Contrôle par injection du solvant (solution saline), sauf L-NAME : énantiomère inactif (D-NAME, pas différent de la solution saline)
– Concentrations utilisées sans effets sur la sensibilité au sucre ou l’extension du proboscis
Méthodologie : traitement
Diffusion dans tout le cerveau
Effet des drogues sur le rappel : Apprentissage en un essai(récupération de la MMT)
Protocole pour l’étude du rappel
RappelApprentissage
Délai variable(3h/24h)
Injection
10/15 min
Mécamylamine et α-bungarotoxineRappels après 1 essai (MMT)
La mécamylamine (pas l’α-bungarotoxine) bloque le rappel
MLA et DHERappels après 1 essai (MMT)
Ces deux drogues ne bloquent pas le rappel
L-NAMERappels après 1 essai (MMT)
L’inhibition de la synthèse de NO ne bloque pas le rappel
Effet des drogues sur le rappel : Apprentissage en plusieurs essais
(récupération de la MMT et de la MLT)
Mécamylamine et α-bungarotoxineRappel 3h après plusieurs essais (MMT)
Mécamylamine et α-bungarotoxineRappel 24h après plusieurs essais (MLT)
La mécamylamine (pas l’α-bungarotoxine) bloque le rappel
MLA et DHERappel 3h après plusieurs essais (MMT)
MLA et DHERappel 24h après plusieurs essais (MLT)
Ces deux drogues ne bloquent pas le rappel
L-NAMERappel 3h après plusieurs essais (MMT)
L-NAMERappel 24h après plusieurs essais (MLT)
L’inhibition de la synthèse de NO ne bloque pas le rappel
Rappel mécanosensoriel : bilan
• La mécamylamine bloque le rappel– Quels que soient les délais et le nombre d’essais
• Les autres drogues n’ont pas d’effet– Ni les autres antagonistes nicotiniques, ni le L-NAME– Elles n’affectent pas la perception mécanosensorielle
de la plaque ou les mouvements de l’antenne
Effet des drogues sur l’acquisition : Apprentissage en un essai
(formation de la MMT)
Protocole pour l’étude de l’acquisition
Injection
Apprentissage RappelDélai variable (3h/24h)10/15 min
Mécamylamine et α-bungarotoxineApprentissage en 1 essai (MMT)
La mécamylamine bloque l’apprentissage en 1 essai, maispas la consolidation ; l’α-bungarotoxine n’a pas d’effet
MLA et DHEApprentissage en 1 essai (MMT)
Ces deux drogues n’affectent pas l’apprentissage en 1 essai
L-NAMEApprentissage en 1 essai (MMT)
Le L-NAME n’affecte pas l’apprentissage en 1 essai
Effet des drogues sur l’acquisition : Apprentissage en plusieurs essais(formation de la MMT et de la MLT)
Mécamylamine et α-bungarotoxineApprentissage en plusieurs essais (MMT et MLT)
L’α-bungarotoxine bloque spécifiquement la formation de laMLT, tandis que la mécamylamine n’a pas d’effet sur la MLT
MLA et DHEApprentissage en plusieurs essais (MMT et MLT)
Le MLA bloque spécifiquement la formation de la MLT, tandisque la DHE n’a pas d’effet
L-NAMEApprentissage en plusieurs essais (MMT et MLT)
La synthèse de NO est nécessaire à la formation de la MLT
Bilan pour l’acquisition
• Apprentissage en 1 essai– Bloqué par la mécamylamine– Pas d’effet des autres drogues
• Apprentissage en plusieurs essais– MLA, α-bungarotoxine et L-NAME : bloquent formation MLT– Mécamylamine sans effet sur la MLT (donc elle n’affecte
pas la perception mécanosensorielle de la plaque ou les mouvements de l’antenne)
Conclusions
• Mêmes résultats pour l’apprentissage olfactif
• Dissociation de différentes formes de mémoire– Mécamylamine : une seule stimulation (apprentissage
en un essai, rappel)– α-bungarotoxine, MLA et L-NAME : plusieurs stimulations
(formation de la MLT)– Différents récepteurs nicotiniques– Couplage des récepteurs nicotiniques avec la NO-
synthase
Hypothèse explicative
• Questions soulevées– Nature du lien avec la NO synthase ?– Plusieurs stimulations pour la MLT ?
Perspectives
• Le support de la mémoire– Caractérisation des récepteurs nicotiniques chez
l’adulte (aux niveaux moléculaire et pharmacologique)
– Neuroanatomie fonctionnelle (injections locales)
• La nature de la trace mnésique– Autres formes d’apprentissage (aversif, vol libre) et
apprentissages non-élémentaires
Merci aux membres du groupe abeille du CRCA
Travaux financés par l’AMOPA, le Ministère de l’agriculture et l’Université Toulouse III
Merci de votre
attention
Image obtenue par R. Brandt
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