Anterior cingulate and dorsolateral prefrontal cortical areas specific activity and interactions during behavioral adaptation

Agir de façon optimale dans un environnement incertain nécessite d'évaluer et de comparer les coûts et bénéfices des différentes alternatives. Cela implique aussi de réguler et de contrôler le comportement de façon flexible pour optimiser les périodes de recherche de gains ou de ressources et les périodes d'exploitation des acquis. Une des hypothèses actuelles sur les mécanismes neurobiologiques impliqués, propose que cortex cingulaire antérieur (CCA), associé à l’évaluation de l’action, et cortex préfrontal dorsolatéral (CPFdl), associé au contrôle cognitif, interagiraient pour réguler le comportement. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis de préciser le rôle joué par le CCA dans la détection et l’évaluation des performances ainsi que ses interactions avec le CPFdl au sein d'une boucle du contrôle cognitif. Menés grâce à des enregistrements électrophysiologiques chez le singe en comportement, ils apportent des précisions sur la séquence d’activation du CCA et du CPFdl dans la bande de fréquences gamma lors de l'adaptation du comportement. L’étude des potentiels de champs locaux de ces deux régions amènent à poser des hypothèses sur les mécanismes oscillatoires sous-jacents et notamment sur le rôle des communications basses fréquences entre le CCA et le CPFdl et leur implication différentielle entre recherche et exploitation.Acting optimally in uncertain environments requires evaluating costs and benefits of choosing each alternative. It also requires to flexibly regulate between exploration for and exploitation of resources. One current hypothesis is that the anterior cingulate cortex (ACC), involved in action valuation, and dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC), involved in cognitive control, interact to elaborate an optimal regulation of behaviour. Studies achieved during this thesis allowed to precise the role of ACC in the detection and valuation of action outcomes as well as to describe the interactions with dlPFC in a cognitive control loop. Thanks to neurophysiological recordings in behaving monkey our work give new clues on the sequential activation of ACC and dlPFC during adaptation. The analyses of local field potentials allowed us to suggest hypotheses on the underlying oscillatory mechanisms, in particular on low frequency communications between ACC and dlPFC, and their modulation during exploration and exploitation