Rôle du circuit de Papez dans la consolidation de la mémoire en sommeil paradoxal

Ce projet vise à mieux comprendre le rôle d’une petite région du cerveau appelée noyau mamillaire médian dans deux fonctions importantes : le sommeil paradoxal (la phase de sommeil liée aux rêves) et la mémoire. Des études récentes suggèrent que cette zone pourrait être active pendant le sommeil paradoxal et participer à la consolidation des souvenirs. Pour explorer cette idée, nous allons manipuler l’activité de certains neurones spécifiques dans cette région chez la souris, en les activant ou en les inhibant grâce à deux techniques modernes : la chémogénétique (une molécule donnée à la souris active ou bloque les neurones ciblés) et l’optogénétique (de la lumière déclenche ou arrête l’activité des neurones à des moments précis). Les souris seront observées pendant leur sommeil et soumises à des tests de mémoire, afin de comprendre si ces neurones jouent un rôle dans l’architecture du sommeil paradoxal et dans le stockage des souvenirs.

Ce projet de recherche vise à mieux comprendre comment le sommeil paradoxal (REM) – la phase du sommeil où se produisent le plus de rêves – joue un rôle actif dans la consolidation de la mémoire. En identifiant la fonction exacte des neurones du mammilaire médians et de leurs connexions, ce projet pourrait faire émerger de nouvelles cibles thérapeutiques pour des pathologies touchant la mémoire ou le sommeil. Cela concerne notamment des maladies comme la dépression, les troubles du stress post-traumatique, ou encore les affections neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer, où les circuits de la mémoire sont perturbés. Enfin, ce projet s’appuie sur des outils de pointe (stimulation cérébrale ciblée, enregistrements du sommeil, suivi comportemental) permettant une analyse fine, réversible et non douloureuse de ces fonctions chez l’animal.

Les animaux feront d’abord l’objet d’un petit prélèvement de tissu afin de déterminer leur génotype. Ce prélèvement est réalisé une seule fois et dure quelques secondes, chez des animaux conscients. Les animaux subiront ensuite une intervention chirurgicale unique réalisée sous anesthésie générale. Cette chirurgie comprend l’injection d’un vecteur dans une zone précise du cerveau ainsi que la pose de dispositifs permettant d’enregistrer l’activité cérébrale et musculaire et, selon les groupes, de délivrer une stimulation lumineuse. Cette intervention dure environ 1 à 2 heures. Après leur récupération, les animaux participeront à plusieurs sessions d’enregistrement de l’activité cérébrale et musculaire, réparties sur toute la durée du protocole. Ils seront également soumis à des tests de mémoire spatiale comprenant une phase de découverte, une phase d’apprentissage et une phase de test. Enfin, les animaux seront soumis une seule fois à une privation ciblée du sommeil paradoxal pendant 48 heures, suivie d’une période de récupération.

Le prélèvement tissulaire réalisé pour le génotypage peut entraîner un inconfort léger et de courte durée au moment de la biopsie. Les animaux peuvent présenter une douleur postopératoire transitoire après la chirurgie, accompagnée éventuellement d’une baisse temporaire de l’appétit ou de l’activité. Une gêne locale temporaire liée aux implants utilisés pour l’enregistrement ou, selon les groupes, à l’implantation de dispositifs lumineux, peut survenir sans altérer la mobilité ni les comportements spontanés. La privation ciblée d’un stade de sommeil peut entraîner une légère fatigue, sans signe de stress objectivable. Aucun effet secondaire majeur n’est attendu durant l’ensemble du protocole. Les animaux font l’objet d’un suivi quotidien permettant de détecter rapidement tout signe de douleur ou de détresse, avec mise en place immédiate des mesures de prise en charge adaptées.

À la fin des expérimentations, les animaux 105 seront mise à mort pour permettre le prélèvement des cerveaux pour les analyses nécessaires au projet. Les animaux ne présentant pas le génotype requis (environ 35 animaux) seront également euthanasiés, leur génotype ne permettant pas leur inclusion dans les procédures expérimentales.

Notre projet repose sur l’utilisation de souris transgéniques associée à un modèle expérimental reconnu permettant d’étudier les liens entre le sommeil et la mémoire. La souris est largement utilisée en neurosciences pour l’étude du sommeil, de la mémoire et des comportements, car son fonctionnement cérébral et ses rythmes veille-sommeil présentent de nombreuses similitudes avec ceux de l’être humain. Ce modèle permet d’étudier des phénomènes complexes tels que la consolidation de la mémoire pendant le sommeil paradoxal. Les régions cérébrales impliquées dans la mémoire et les émotions sont bien conservées entre la souris et l’homme, ce qui rend les résultats pertinents pour une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux du cerveau humain. De plus, la souris offre un large éventail d’outils expérimentaux permettant d’observer et de moduler l’activité cérébrale de manière précise et fiable, ce qui est indispensable pour tester notre hypothèse sur le rôle du sommeil paradoxal dans la mémoire. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 8 semaines), période à laquelle le cerveau est mature et les cycles de sommeil sont stabilisés, condition nécessaire à l’étude du sommeil et des fonctions de mémoire.